Токамактар - магниттік оқшаулаумен біріктіру кезінде қолданылатын құрылғылар. Бұл реакцияларда қуатты магнит өрісі реактордың өзегіндегі ыстық термоядролық отын плазмасын басқару және ұстау үшін қолданылады. Плазма бейтарап сәулелік инъекция немесе радиожиілік қыздыру арқылы жоғары температураға дейін қызады. Негізгі мақсат - шексіз энергия көзін қамтамасыз ететін синтез реакциялары үздіксіз жүретін плазманың тұрақты күйін сақтау.
Oakridge National Laboratory (ORNL), Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) және Tokamak Energy Ltd ғалымдарының жақында жүргізген зерттеуі синтез энергиясын зерттеудегі үлкен серпіліс болды. Команда 100 миллион градус Цельсийге жуық температураға жетті, бұл термоядролық электр станцияларына коммерциялық энергия өндіру үшін қажет.
Сонымен қатар, олар ықшам токамакта жоғары температураға қол жеткізді, оны бұрын ешкім жасамаған!
Бұл зерттеуде ғалымдар ST40 деп аталатын жоғары өрісті сфералық токамактың (СТ) жұмыс жағдайын жақсартуға назар аударды. Басқа термоядролық құрылғылармен салыстырғанда ST40 құрылғысы кішірек өлшемімен және сфералық плазмасымен ерекшеленеді.
Команда 1990 жылдары TFTR токамакта қолданылғанға ұқсас тәсілді қолданды, ол 10 миллион ватттан астам термоядролық қуат өндірді. ST40 қарқындылығы 2 Tesla-дан сәл асатын тороидальды (пончик тәрізді) магнит өрісінде жұмыс істеді.
Плазманы қыздыру үшін топ 1,8 миллион ватт жоғары энергиялы бейтарап бөлшектерді пайдаланды. Плазма разряды немесе термоядролық реакциялар белсенді жүріп жатқан кезең бар болғаны 0,15 секундқа созылғанымен, ядродағы иондардың температурасы Цельсий бойынша 100 миллион градустан астамға жетті.
Иондардың температурасын өлшеу үшін топ PPPL-де әзірленген TRANSP тасымалдау кодын пайдаланды. Бұл код пайдалы, өйткені ол қоспалар мен дейтерийдің өлшенген температуралық профильдерін ескереді, термоядролық реакторларда қолданылатын негізгі отын.
Олар қоспалар үшін температура диапазоны 8,6 кВ-тан (шамамен 100 миллион градус Цельсий) асатынын анықтады, ал дейтерийдің температура диапазоны осы мәнге жақын. Бұл нәтиже тәжірибеде қолданылған қыздыру әдісі қажетті жоғары температураға қол жеткізуде тиімді екенін көрсетеді.
Нәтижелер жоғары кен орны бар ықшам сфералық токамактар негізіндегі термоядролық электр станцияларының болашақ дамуына оптимизм береді. Бұл жетістіктер тұрақты және таза энергия өндірісінің перспективалы жолын ұсына отырып, синтездік энергия саласында тиімдірек және экономикалық тұрғыдан тиімді шешімдерге әкелуі мүмкін.
Сондай-ақ оқыңыз: