Anthony Hyman (Max Planck Institute) Part 4: Formation of P granules
Nekas gluži tāpat kā kodolsintēzes reaktors rada uztraukumu. Pēc deviņu gadu būvniecības un 1 miljarda eiro zinātnieki Max Planck plazmas fizikas institūtā 10. decembrī uzsāka pirmo Wendelstein 7-X kodolsintēzes ierīces karsto testu un radīja hēlijas plazmu, kas ilga vienu desmitdaļu sekundes un sasniedza miljonu grādu pēc Celsija. Bet vēl nekad nesaņemiet pārāk klusu! Tas bija tikai solis ceļā uz ierīces sagatavošanu tā patiesajam mērķim: pētīt kodolsintēzi ar ūdeņraža gāzi.
Labi, tagad esat sūknēts.
Kodolsintēze jau sen ir bijusi kodolenerģijas izpētes zelta teļš, parādot kodolsintēzi visās kategorijās, izņemot iespējamību. Kodolsintēze rada milzīgu enerģijas daudzumu - galu galā, tas pats process, kas pilnvaro sauli. Bet tās pašas spēks padara to par ass sāpēm. Katrs līdzšinējais kodolsintēzes reaktors patērējis vairāk jaudas, nekā to ražoja. Kodolsintēzes enerģijas rekordu noteica 1997. gadā: 16 megavati, kuru ieejas jauda ir 24 megavati. Bet, ja kādam izdodas pārvērst šo vienādojumu … Vai jūs varat teikt lētu, bez oglekļa enerģijas?
Atšķirībā no mazāk attīstītā brālēna, kodolsintēze nerada radioaktīvos atkritumus. Ūdeņraža piegādes cikls ir mazāk problemātisks nekā urāna piegādes cikls. Lai būtu godīgi, visbiežāk sastopamie ūdeņraža avoti šodien ir ogles un dabasgāze, bet ūdeņradi var ražot elektrolīzes ceļā.
Divos aspektos sadalīšanās un kodolsintēze ir līdzīga. Abi izmanto viena elementa atomu konversiju uz cita elementa atomiem, un abi abi tika izmantoti kā ieroči. Tauku cilvēks un mazais zēns, 1945. gadā Hirosimā un Nagasakā nokritušās skaldīšanas bumbas, 1952. gadā deva ceļu kodolsintēzes ierīcēm, piemēram, Ivy Mike. (Kaut arī Ivy Mike netika uzcelta kā bumba, drīz pēc tam sekoja termo kodolieroču galviņas, kuru daudzums megatons bija ražots, izmantojot visus starpkontinentālos raķetes.)
Kodolsintēzes bumba kāda iemesla dēļ bija pazīstama kā H-bumba: bezprecedenta enerģijas izdalīšanās bija ūdeņraža atomu saplūšana. Kodolsintēzes pētnieki cenšas izmantot šo efektu civilās enerģijas ražošanā. Izrādās, ka tas ir izaicinājums. Ūdeņraža saplūšanai uz Zemes virsmas būtu nepieciešama temperatūra, kas pārsniedz vienu miljonu grādu pēc Celsija. Šajās temperatūrās ūdeņradis un hēlijs kļūst par plazmu, ceturto formu.
Bet kādā ellē ir plazma?
Īsāk sakot, plazma ir jonizēta gāze. Plazmā visas molekulārās saiknes izšķīst un elektroni atstāj savu saimnieku atomus. Plazmas ir ļoti vadošas, jo tām ir augsts lādēšanas nesēja blīvums, t.i., elektroniem un joniem ir brīva kustība neatkarīgi viens no otra, reaģējot uz elektrisko lauku.
Lai gan tas viss izklausās eksotiski, plazmas regulāri parādās mūsu dzīvē. Gaisma no zibens skrūvēm un neona zīmēm nāk no elektroniem, kas rekombinējas ar joniem un nogremdējas zemākos kvantu stāvokļos, kas pazīstams kā spontāna emisija. Dažas liesmas ir pietiekami karstas, lai jonizētu izplūdes gāzes, un plazmas lāpas, plazmas ekrāni un loka metinātāji izmanto plazmas.
Bet visiem tiem nav plazmā kodolsintēzes reaktorā. Pie viena miljona grādu Celsija grādos kodolsintēzes zupa atomi ir ļoti enerģiski. Ja tie nav ietverti, tie izsmidzinās, sabojā aparātu un nesaskaras viens ar otru. Bez ierobežojuma jūs, iespējams, nekad nesasniegtu vienu miljonu grādu.
Ierobežojums ir the kodolsintēzes pētniecībā. Plazma jāglabā slēgtā telpā un tā nedrīkst pieskarties kodolsintēzes sienas sienām. Lieki teikt, ka kuģis jāuzglabā augstā vakuumā. Wendelstein 7-X izmanto 65 vakuuma sūkņus, lai turētu spiedienu pie 0,000000001 milibāriem. (Tas ir 0,000001 Pascal jums SI mīļotājiem.) Vienīgais reālais līdzeklis, kā ierobežot jonizēto gāzi elliņainā temperatūrā, ir turēt magnētiskā laukā. Un tas ir, ja lietas kļūst patiešām grūts.
Jau gadiem ilgi populārākais kodolsintēzes reaktoru dizains bija tokamaka. Gados pirms superdatoriem spēlēja šahu, tropēja cilvēkus Jeopardy, un salocīti proteīni, zinātnieki nāca klajā ar veidiem, kā ražot pareizi veidotu magnētisko lauku. Tokamakā elektriskā strāva, kas iet caur plazmas pāriem ar ārējiem elektromagnētiem, lai radītu nepieciešamo magnētisko lauku.
Ne tik Wendelstein 7-X. Šeit ierobežošanas lauks ir pilnībā no ārējiem supravadošiem elektromagnētiem. Pētniecības komanda izmantoja superdatoru, lai optimizētu šo magnētu formu un novērstu nepieciešamību pēc plazmas strāvas. Šis kodolsintēzes reaktora stils ir pazīstams kā stellarators.
Līdz šim neviens nav izveidojis kodolsintēzes reaktoru, kas rada vairāk enerģijas nekā tas patērē. Pat Wendelstein 7-X, lielākais stellaratora tipa reaktors pasaulē, tika uzbūvēts pētniecības nolūkos, nevis enerģijas ražošanai. Bet, ja vēlaties ieguldīt savas cerības kodolsintēzes projektā, Wendelstein 7-X ir laba vieta, kur sākt. Pārliecinieties, ka jūs arī skatāties par ITER, kas ir pasaules lielākais tokamaka.
Marsa pētnieki vēlējās: NASA izdod krāšņus jaunus plakātus
Gada sākumā SpaceX dibinātājs Elons Musks teica, ka plāno līdz 2024. gadam nosūtīt pirmo komandēto misiju uz Marsu - ar ierašanos 2025. gadā. Ar potenciālu desmitgadi mūsu pirmā brauciena laikā uz sarkano planētu, NASA, kurai ir savi Marsa plāni, ir izveidojusi plakātu, stilizētu un sīku kolekciju.
Sound Orb Vai taktilā skaļruņu sistēma, kuru jūs nezināt, vēlējās
Ko jūs iegūstat, ja jūs apvienojat divas IKEA salātu bļodas, taustes devēju, pastiprinātāju un kādu elkoņu smērvielu? Nē, nevis rūpnieciski ražots salātu metējs. Kā par DIY sfērisku bambusa skaļruni, kas cirst un dzied? Tas ir gandrīz precīzs komponista Alberta Behara Sound Orb apraksts, kas ir taustes skaļruņu sistēma ...
Cooler veidi, kā gatavot steiku nekā virs mēms Lava
Pagājušajā nedēļas nogalē The New York Times stingri ieteica pagatavot savu 4. jūlija steikus virs izkausētā lavas. Autors Emīlijs Hagars praktiski uzdrošināja jūs to izmēģināt, uzskatot tos, kas to mēģina "patiesi piedzīvojumu". Mēs Inversā neatsaucamies, kad laiki mūs izsauc mūsu drosmībā. Tātad mēs parādījām The Times wh ...