Lub ntiaj teb loj tshaj plaws Fusion Reactor Muab Kev Cia Siab Rau Lub Zog huv

Lub ntiaj teb loj tshaj plaws fusion reactor muaj kev cia siab rau lub zog huv

Ib tug haib tshiab steel-built tokamak reactor yog aiming kom thaum kawg ua tiav lub dawb huv grail ntawm fusion-powered hluav taws xob tiam.

Sib sib zog nqus hauv Fab Kis thaj tsam ntawm Provence, xaiv rau nws qhov kev nyiam ntawm geological, hydrological, thiab seismic tej yam kev mob, nrog rau cov dej thiab hluav taws xob nkag mus, zaum ib tug sprawling 180- hectar chaw uas nyob rau hauv lub International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

Tsoos hluav taws xob cov nroj tsuag hloov cov cua sov los ntawm fossil fuel combustion los yog nuclear fission rau hauv chav uas yog siv los tig turbines uas hloov txhua lub zog rau hauv hluav taws xob. Ob txoj hauv kev no, thaum muaj kev ntseeg siab ntawm lub zog, tuaj nrog kev cuam tshuam ib puag ncig los ntawm emissions lossis radioactive pov tseg.

Tab sis yuav ua li cas yog tias muaj ib txoj hauv kev tsim cov cua sov no yam tsis muaj kev puas tsuaj los ntawm cov khoom? Qhov no yog kev npau suav ntawm lub zog fusion, ib qho kev sim tsis tu ncua los tsim ntau lub zog los ntawm atomic fusion.

Zoo tib yam rau cov txheej txheem uas lub zog peb lub hnub, fusion tshwm sim thaum ob lub hydrogen atoms sib tsoo ua ke thiab fuse rau hauv ib lub helium atom. Qhov no ua rau muaj zog ntau yam tsis tau tsim cov khoom siv hluav taws xob fission.

Tsim cov txheej txheem no nthuav tawm qhov kev sib tw loj hauv engineering, vim tias cov tshuaj tiv thaiv yuav tsum tau tswj hwm qhov tseeb hauv qhov chaw uas muaj ntau lub zog tsim tawm.

Lub zog ntawm lub hnub qub nyob rau hauv ib lub tawb hlau ua

Ntawm qhov chaw ITER, kev tsim kho tab tom ua rau lub ntiaj teb loj tshaj plaws tokamak reactor. Nyob rau hauv lub plawv ntawm lub tshuab sim no, uas yog raws li ib tug Soviet qauv tsim nyob rau hauv lub 60s, yog ib tug torus-zoo li tus nqus tsev vacuum chamber.

Qhov hnyav 5,200 tonnes thiab nrog ntim ntawm 1,400 m³ lub tshuab nqus tsev yog nyob deb ntawm qhov loj tshaj plaws ntawm nws hom, ua kom yooj yim rau cov kws kho mob uas ua haujlwm rau nws los tswj cov kev xav xav tau los tsim kom muaj zog fusion.

ITER qhov kev sim yuav muaj nyob rau hauv lub tshuab nqus tsev hlau no, uas muaj cov tshuaj tiv thaiv fusion thiab raug kaw hauv hermetically, ua raws li qhov kev tiv thaiv kev nyab xeeb tseem ceeb. Ntawm no cov roj hydrogen raug rau qhov kub thiab txias, tig mus rau hauv qhov kub, hluav taws xob them roj hu ua plasma.

Lub tshuab nqus tsev no muab cov hluav taws xob tiv thaiv thiab txhawb nqa cov ntshav plasma, thaum lub tshuab dej txias uas muaj nyob nruab nrab ntawm nws ob phab ntsa steel yam xyuam xim tshem tawm cov cua sov tsim tawm thaum lub reactor ua haujlwm. Qhov no yog qhov tseem ceeb heev vim tias qhov kub thiab txias ntawm 150 thiab 300 lab degree yog xav tau rau fusion.

Lub zog ntawm magnetic teb

Lub donut zoo ntawm sab hauv tso cai rau cov plasma hais nyob rau hauv lub voj voog tsis tu ncua tsis txhob kov cov phab ntsa. Qhov no superhot plasma yog muaj thiab tswj nyob rau hauv lub tokamak reactor los ntawm magnetic teb uas ua los ntawm 10, 000 tonnes ntawm superconducting hlau nplaum.

Muaj peev xwm tsim tau cov teb muaj zog dua li cov hlau nplaum ib txwm siv thaum khaws cia ntawm qhov kub ntawm -269 degree, ITER siv 'kev ua haujlwm siab, sab hauv txias superconductors' nyob rau hauv uas superconducting strands yog bundled ua ke thiab muaj nyob rau hauv cov qauv steel tsho.

Qhov no txhais tau tias ntawm kev tsim cov hlau nplaum kuj tseem pheej yig dua thiab siv zog tsawg dua li lwm txoj hauv kev, ua rau nws tsuas yog siv tau rau cov hlau nplaum loj loj uas xav tau los txhawb fusion zog.

Lub tshuab nqus tsev nqus tsev vacuum thiab nws cov hlau nplaum superconducting yog tag nrho nyob rau hauv ITER cryostat, uas muab qhov chaw nqus qhov kub thiab txias. Ntawm 16, 000 m³, nws yog qhov loj tshaj plaws stainless hlau high-nqus siab chamber puas tau tsim.

Qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias muaj nyob rau hauv lub reactor ua rau cov hlau tsis muaj hlau yog qhov kev xaiv zoo tshaj plaws. Muaj peev xwm tswj tau qhov kev ua tau zoo ntawm qhov kub thiab txias, steel lub siab ductility thiab toughness ua rau nws yog ib feem ntawm ITER irreplaceable.

Nrog rau tokamak xav tias yuav nce thiab khiav los ntawm 2025, fusion physicists vam tias qhov no yuav yog qhov hloov pauv kev ua si rau lub zog tiam. Thaum lub zeem muag ntawm lub zog huv si tsis muaj kev txwv tsis pub dhau lub qab ntug, nws yog qhov tseeb tias yog tias peb yuav ua tiav kev lag luam fusion nws yuav yog lub zog ruaj khov ntawm cov hlau uas tso cai rau peb siv nws.