|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Installazione termonucleare. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano Gli scienziati si occupano da molti anni del problema dell'utilizzo delle reazioni termonucleari a fini energetici. Sono state create installazioni termonucleari uniche: i dispositivi tecnici più complessi progettati per studiare la possibilità di ottenere energia colossale, che viene rilasciata finora solo durante l'esplosione di una bomba all'idrogeno. Gli scienziati vogliono imparare a controllare il corso di una reazione termonucleare - la reazione di combinazione di nuclei di idrogeno pesante (deuterio e trizio) con la formazione di nuclei di elio ad alte temperature - al fine di utilizzare l'energia rilasciata durante questa per scopi pacifici, per il beneficio delle persone.
Un litro di acqua del rubinetto contiene pochissimo deuterio. Ma se questo deuterio viene raccolto e utilizzato come combustibile in un'installazione termonucleare, è possibile ottenere la stessa energia della combustione di quasi 300 chilogrammi di petrolio. E per fornire l'energia che ora si ottiene bruciando combustibile convenzionale estratto in un anno, bisognerebbe estrarre deuterio dall'acqua contenuta in un cubo di soli 160 metri di lato. Il fiume Volga da solo trasporta ogni anno circa 60000 metri cubi di acqua nel Mar Caspio. Affinché si verifichi una reazione termonucleare, devono essere soddisfatte diverse condizioni. Pertanto, la temperatura nella zona in cui si combinano i nuclei di idrogeno pesante dovrebbe essere di circa 100 milioni di gradi. A una temperatura così grande, non stiamo più parlando di un gas, ma di un plasma. Il plasma è un tale stato della materia quando, ad alte temperature del gas, gli atomi neutri perdono i loro elettroni e si trasformano in ioni positivi. In altre parole, il plasma è una miscela di ioni positivi ed elettroni che si muovono liberamente. La seconda condizione è la necessità di mantenere una densità plasmatica nella zona di reazione di almeno 100 miliardi di particelle per centimetro cubo. E, infine, la cosa principale e più difficile è mantenere il corso della reazione termonucleare per almeno un secondo. La camera di lavoro di un'installazione termonucleare è toroidale, simile a un enorme bagel cavo. È riempito con una miscela di deuterio e trizio. All'interno della camera stessa viene creata una bobina di plasma, un conduttore attraverso il quale viene fatta passare una corrente elettrica di circa 20 milioni di ampere. La corrente elettrica svolge tre importanti funzioni. In primo luogo, crea plasma. In secondo luogo, lo riscalda fino a cento milioni di gradi. E, infine, la corrente crea un campo magnetico attorno a sé, cioè circonda il plasma con linee di forza magnetiche. In linea di principio, le linee di forza attorno al plasma dovrebbero mantenerlo sospeso e impedire che il plasma tocchi le pareti della camera, tuttavia, mantenere il plasma sospeso non è così semplice. Le forze elettriche deformano il conduttore plasma, che non ha la forza di un conduttore metallico. Si piega, colpisce la parete della camera e gli conferisce la sua energia termica. Per evitare ciò, più bobine vengono poste sopra la camera toroidale, che creano un campo magnetico longitudinale nella camera, che spinge il conduttore di plasma lontano dalle pareti. Solo questo non basta, dal momento che il conduttore di plasma percorso da corrente tende ad allungarsi, ad aumentarne il diametro. Il campo magnetico, che si crea automaticamente, senza forze esterne estranee, è chiamato anche a impedire l'espansione del conduttore del plasma. Il conduttore plasma è posizionato insieme alla camera toroidale in un'altra camera più grande fatta di materiale non magnetico, solitamente rame. Non appena il conduttore del plasma tenta di deviare dalla posizione di equilibrio, nella guaina di rame, secondo la legge dell'induzione elettromagnetica, si genera una corrente di induzione, che è opposta alla corrente nel plasma. Di conseguenza, appare una forza opposta, che respinge il plasma dalle pareti della camera. Per impedire al plasma di entrare in contatto con le pareti della camera da un campo magnetico fu proposto nel 1949 da A.D. Sakharov, e poco dopo l'americano J. Spitzer. In fisica, è consuetudine dare nomi a ogni nuovo tipo di configurazione sperimentale. Una struttura con un tale sistema di avvolgimento è chiamata tokamak, abbreviazione di "camera toroidale e bobina magnetica". Negli anni '1970 in URSS fu costruita una struttura termonucleare chiamata "Tokamak-10". È stato sviluppato presso l'Istituto di Energia Atomica. IV. Kurcatov. In questa installazione, la temperatura del conduttore del plasma era di 10 milioni di gradi, la densità del plasma non era inferiore a 100 mila miliardi di particelle per centimetro cubo e il tempo di ritenzione del plasma era vicino a 0,5 secondi. Anche la più grande installazione odierna nel nostro paese, Tokamak-15, è stata costruita presso l'Istituto Kurchatov del Centro di ricerca di Mosca.
Tutte le installazioni termonucleari create finora consumano solo energia per il riscaldamento del plasma e la creazione di campi magnetici. Un impianto termonucleare del futuro, al contrario, dovrebbe rilasciare tanta energia che una piccola parte di essa potrebbe essere utilizzata per mantenere una reazione termonucleare, cioè per riscaldare il plasma, creare campi magnetici e alimentare molti dispositivi e dispositivi ausiliari, e dare la parte principale per i consumi nella rete elettrica Nel 1997, nel Regno Unito, sul tokamak JET, l'input e l'energia ricevuta hanno coinciso. Anche se questo, ovviamente, non è sufficiente per l'autosostentamento del processo: fino all'80 percento dell'energia ricevuta viene persa. Affinché il reattore funzioni, è necessario produrre cinque volte più energia di quella spesa per riscaldare il plasma e creare campi magnetici. Nel 1986 i paesi dell'Unione Europea, insieme all'URSS, agli USA e al Giappone, hanno deciso di sviluppare congiuntamente e costruire entro il 2010 un tokamak sufficientemente grande in grado di produrre energia non solo per mantenere la fusione termonucleare nel plasma, ma anche per ottenere utili energia elettrica. Questo reattore è stato chiamato ITER, abbreviazione di International Thermonuclear Experimental Reactor. Nel 1998 sono riusciti a completare i calcoli di progettazione, ma a causa del fallimento degli americani, è stato necessario apportare modifiche al design del reattore per ridurne i costi. Puoi lasciare che le particelle si muovano in modo naturale e dare alla telecamera una forma che segua il loro percorso. La fotocamera ha quindi un aspetto piuttosto bizzarro. Ripete la forma di un filamento plasma che appare nel campo magnetico di bobine esterne di configurazione complessa. Il campo magnetico è creato da bobine esterne di una configurazione molto più complessa rispetto a un tokamak. Dispositivi di questo tipo sono chiamati stellarator. Torsatron "Hurricane-3M" è stato costruito nel nostro paese. Questo stellarator sperimentale è progettato per contenere plasma riscaldato a dieci milioni di gradi.
Attualmente, i tokamak hanno altri seri concorrenti che utilizzano la fusione termonucleare inerziale. In questo caso, diversi milligrammi della miscela deuterio-trizio sono racchiusi in una capsula di 1-2 mm di diametro. La radiazione pulsata di diverse decine di potenti laser è focalizzata sulla capsula. Di conseguenza, la capsula evapora istantaneamente. È necessario irradiare 2 MJ di energia in 5-10 nanosecondi. Quindi la leggera pressione comprimerà la miscela a tal punto che può aver luogo una reazione di fusione termonucleare. L'energia rilasciata durante l'esplosione, equivalente in potenza a un'esplosione di cento chilogrammi di tritolo, sarà convertita in una forma più conveniente per l'uso, ad esempio elettrica. Una struttura sperimentale di questo tipo (NIF) è in costruzione negli Stati Uniti e dovrebbe entrare in funzione nel 2010. Tuttavia, anche la costruzione di stellarator e impianti di fusione inerziale incontra serie difficoltà tecniche. Probabilmente, l'uso pratico dell'energia termonucleare non è una questione del prossimo futuro. Autore: Musskiy SA
Pelle artificiale per l'emulazione del tocco
15.04.2024 Lettiera per gatti Petgugu Global
15.04.2024 L'attrattiva degli uomini premurosi
14.04.2024
▪ Piattaforma di sviluppo dell'infrastruttura WiMAX ▪ Nuova scienza - Sismologia forense ▪ L'inglese diventa più facile
▪ sezione del sito Motori elettrici. Selezione dell'articolo ▪ articolo Coltello coltivatore. Disegno, descrizione ▪ articolo Perché non ci sono stagioni su Mercurio? Risposta dettagliata ▪ articolo Blackberry cespuglioso. Leggende, coltivazione, metodi di applicazione ▪ Articolo Zucchero invertito. Ricette e consigli semplici ▪ articolo Divinazione. Messa a fuoco segreta
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Ti consigliamo articoli interessanti sezione 
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina