ენერგეტიკა

მზე ლაბორატორიაში, გერმანია კომერციული ბირთვული სინთეზის მიღწევასთან ახლოსაა

Nasa.Gov

გერმანელი მეცნიერები ლაბორატორიაში კომერციულად მოგებიანი ბირთვული სინთეზის მიღწევასთან ახლოს არიან. მაქს პლანკის ინსტიტუტის მკვლევრებმა შექმნეს მსოფლიოში უდიდესი სტელარატორი, რასაც ცხრა წელი და მილიონ საათზე მეტი დასჭირდა. ლაბორატორიული ბირთვული სინთეზი ადამიანს კოლოსალური მოცულობის ენერგიის დაბალი დანახარჯებით გამომუშავების შესაძლებლობას მისცემს.

მეცნიერებმა ლაბორატორიაში შექმნეს მოწყობილობა, რომელიც ატომებს პლაზმურ მდგომარეობამდე გააცხელებს და მათ 100-დან 150 მილიონ გრადუსამდე შეინარჩუნებს. დედამიწაზე ენერგიის უმთავრესი წყარო - მზეც ენერგიას სწორედ ბირთვული სინთეზის შედეგად გამოიმუშავებს. 

გერმანულმა სტელარატორმა პირველადი ტესტირება წარმატებით გასულ წელს გაიარა, როდესაც მასში ჰელიუმის პლაზმა შეიქმნა. პროექტის წარმატებით განსაკუთრებით დაინტერესებულია გერმანიის კანცლერი ანგელა მერკელი, რომელიც დოქტორის ხარისხს კვანტურ ქიმიაში ფლობს. ბირთვული სინთეზის დროს პლაზმურ მდგომარეობაში მყოფი ატომები ერთდებიან და წარმოქმნიან ახალ ნივთიერებას. ამ პროცესს თან კოლოსალური მოცულობის ენერგიის გამოთავისუფლება მოჰყვება. სტელარატორის შექმნა $404 მილიონი დაჯდა. ბირთვული სინთეზისთვის აქამდე ჯერ კიდევ საბჭოთა კავშირში შექმნილი ტოკამაკი გამოიყენებოდა, რომელიც 60-წლიანი ტესტირებისა და დახვეწის შემდეგაც ვერ ახერხებს კომერციულად მომგებიანი სინთეზის წარმოქმნას. 


ფოტო: Associated Press

ქიმიური ელემენტების ცხრილში პირველი წყალბადია, სტელარატორი სწორედ მის იზოტოპს იყენებს საწვავად. გამარტივებულად რომ წარმოვადგინოთ, 100 მილიონ გრადუსამდე გაცხელებული პლაზმურ მდგომარეობაში მყოფი წყალბადის ატომები ერთმანეთს მაღალი სიჩქარით ეჯახებიან. ამ პროცესში ორი წყალბადის ატომის შერწყმის დროს მიიღება რიგით მეორე ელემენტი - ჰელიუმი და მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებული ნეიტრონები, რომლებსაც შემდეგ რეაქტორი ელექტროენერგიის მისაღებად იყენებს. 

თუმცა ჯერჯერობით სტელარატორი ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის არ არის განკუთვნილი. პროექტის ხელმძღვანელის თქმით, ამ დროისთვის პირველადი ამოცანა მცირე მოცულობის წყალბადის პლაზმურ მდგომარეობამდე მიყვანა და მისი 30 წუთის მანძილზე შენარჩუნებაა. სტელარატორი ელექტროენერგიის გამომუშავების მიზნით მინიმუმ 2025 წლამდე არ ჩაირთვება. 

მთავარი პრობლემა სწორედ ამ ენერგიის გაკონტროლებაა. მეცნიერებმა პლაზმა სპეციალური კონფიგურაციის მაგნიტურ კონაში უნდა ამყოფონ. სტელარატორს მოძველებული ტოკამაკისგან სწორედ მაგნიტური კონის კონფიგურაცია გამოარჩევს, რომლის დიზაინის გამოთვლასაც ათასობით საათი დასჭირდა. 


ფოტო: wordpress.com

საკუთარ სტელარატორზე აშშ, იაპონია, ავსტრალია და ევროკავშირი ერთობლივად მუშაობენ, თუმცა მათი პირველი სტელარატორი მზად 6 წლის შემდეგ იქნება. 

მსგავსი სინთეზის პროცესი, ოღონდ კონტროლის გარეშე, თერმობირთვული ანუ - წყალბადის ბომბის აფეთქების დროს მიმდინარეობს.

კომენტარები