ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທີ່ ສຳ ຄັນໃນການປະສົມປະສານນິວເຄຼຍໄດ້ ນຳ ພວກເຮົາມາສູ່ຂັ້ນຕອນໃກ້ກັບພະລັງງານ 'ບໍ່ມີຂອບເຂດ'

ພະລັງງານສະອາດພະລັງງານNuclearຄວາມຍືນຍົງ

ກັນຍາ 16th, 2021

ເພື່ອສ້າງແຫຼ່ງພະລັງງານແບບຍືນຍົງທີ່ມີຄວາມອາດສາມາດບໍ່ຈໍາກັດເກືອບທັງ,ົດ, ປອດໄພ, ປະຫຍັດ, ແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ປະຈຸບັນນັກວິທະຍາສາດ ກຳ ລັງຂັບເຄື່ອນເພື່ອສ້າງເຕົາປະຕິກອນຟິວເຕີທີ່ສາມາດຜະລິດພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍກ່ວາທີ່ມັນໃຊ້. ອັນນີ້ເບິ່ງຄືວ່າເປັນໄປໄດ້.

 

By Greg De Temmerman

ນັກຄົ້ນຄວ້າຮ່ວມທີ່ Mines ParisTech-PSL. ຜູ້ ອຳ ນວຍການof່າຍຈັດການຂອງ Zenon Research, Mines ParisTech


 

ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Livermore ໄດ້ປະກາດ ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທີ່ ສຳ ຄັນໃນການປະສົມປະສານນິວເຄຼຍ, ໂດຍໃຊ້ເລເຊີທີ່ມີປະສິດທິພາບເພື່ອຜະລິດພະລັງງານ 1.3 ເມກາຈູ - ປະມານ 3% ຂອງພະລັງງານທີ່ບັນຈຸຢູ່ໃນນ້ ຳ ມັນດິບ 1 ກິໂລ.

 

ການປະສົມນິວເຄຼຍໄດ້ຖືກຄິດເປັນເວລາດົນນານມາແລ້ວວ່າເປັນພະລັງງານຂອງອະນາຄົດ - ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່“ ບໍ່ມີຂອບເຂດ” ທີ່ບໍ່ໄດ້ອີງໃສ່ຄວາມຕ້ອງການໃນການເຜົາໄ້ກາກບອນ. ແຕ່ຫຼັງຈາກການຄົ້ນຄ້ວາຫຼາຍທົດສະວັດ, ມັນຍັງບໍ່ທັນໃຫ້ ຄຳ excitingັ້ນສັນຍາທີ່ ໜ້າ ຕື່ນເຕັ້ນ.

 

ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ອັນໃ່ນີ້ນໍາພວກເຮົາໄປສູ່ຜົນທີ່ຕ້ອງການຫຼາຍປານໃດ? ນີ້ແມ່ນສະຫຼຸບໂດຍຫຍໍ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ທາງວິທະຍາສາດໃnew່ນີ້ເຂົ້າໄປໃນທັດສະນະ.

 

ການປະສົມນິວເຄຼຍແມ່ນຫຍັງ?

 

ການໃຊ້ພະລັງງານນິວເຄຼຍມີສອງວິທີຄື: ການແຕກ, ເຊິ່ງໃຊ້ຢູ່ໃນໂຮງງານໄຟຟ້ານິວເຄຼຍໃນປະຈຸບັນ, ແລະການປະສົມປະສານ.

 

ໃນການແຕກຕົວ, ປະລໍາມະນູທາດຢູເຣນຽມ ໜັກ ຖືກແຍກອອກເປັນອາຕອມນ້ອຍເພື່ອປ່ອຍພະລັງງານ. ການປະສົມນິວເຄຼຍແມ່ນຂະບວນການທີ່ກົງກັນຂ້າມ: ປະລໍາມະນູແສງໄດ້ປ່ຽນເປັນອະຕອມທີ່ ໜັກ ກວ່າເພື່ອປ່ອຍພະລັງງານ, ເປັນຂະບວນການດຽວກັນທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນແກນ plasma ຂອງດວງອາທິດ.

 

ເຕົາປະຕິກອນຟິວເຕີຂະຫຍາຍພະລັງງານ: ປະຕິກິລິຍາທີ່ກະຕຸ້ນຈະຕ້ອງຜະລິດພະລັງງານຫຼາຍກ່ວາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຂອງ plasma ນໍ້າມັນເພື່ອໃຫ້ການຜະລິດພະລັງງານເກີດຂຶ້ນ - ອັນນີ້ເອີ້ນວ່າການຈຸດລະເບີດ. ຍັງບໍ່ມີໃຜຈັດການເລື່ອງນີ້ເທື່ອ. ບັນທຶກປະຈຸບັນແມ່ນບັນລຸໄດ້ໃນປີ 1997 ໂດຍ Torus ຮ່ວມຂອງເອີຣົບຢູ່ໃນສະຫະລາຊະອານາຈັກ, ບ່ອນທີ່ ໄດ້ຜະລິດພະລັງງານ 16 ເມກາວັດ ໂດຍການປະສົມແມ່ເຫຼັກ, ແຕ່ມັນໃຊ້ເວລາ 23 ເມກາວັດເພື່ອກະຕຸ້ນມັນ.

 

ພາຍໃນຫ້ອງປະສົມຂອງ DIII-D tokamak, San Diego, ສະຫະລັດ. Rswilcox, CC BY-SA
ພາຍໃນຫ້ອງປະສົມຂອງ DIII-D tokamak, San Diego, ສະຫະລັດ. Rswilcox, CC BY-SA

 

ມີສອງວິທີທີ່ເປັນໄປໄດ້ເພື່ອບັນລຸການປະສົມນິວເຄຼຍ: ການກັກຂັງແມ່ເຫຼັກ, ເຊິ່ງໃຊ້ແມ່ເຫຼັກທີ່ມີພະລັງເພື່ອກັກ plasma ໃນໄລຍະເວລາດົນນານ, ແລະການກັກຂັງແບບ inertial, ເຊິ່ງໃຊ້ ກຳ ມະຈອນເລເຊີທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະສັ້ນ brief ເພື່ອບີບອັດນ້ ຳ ມັນແລະເລີ່ມປະຕິກິລິຍາການປະສົມ.

 

ໃນປະຫວັດສາດ, ການປະສົມແມ່ເຫຼັກໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມເພາະວ່າເຕັກໂນໂລຍີທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການປະສົມປະສານແບບ inertial, ໂດຍສະເພາະເລເຊີ, ແມ່ນບໍ່ມີ. fusion inertial ຍັງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຜົນປະໂຫຍດສູງຂຶ້ນຫຼາຍເພື່ອຊົດເຊີຍສໍາລັບພະລັງງານການບໍລິໂພກໂດຍ lasers ໄດ້.

 

ການກັກຂັງແບບບໍ່ໄດ້ຕັ້ງໃຈ

 

ໂຄງການ inertial ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດທັງສອງໂຄງການແມ່ນເຄື່ອງດັບເພີງແຫ່ງຊາດທີ່ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Lawrence Livermore ໃນສະຫະລັດແລະ ເລເຊີMégaJoule ຢູ່ໃນປະເທດFranceຣັ່ງ, ເຊິ່ງໃບສະareັກສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນທະຫານແລະໄດ້ຮັບທຶນສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ຈາກໂຄງການປ້ອງກັນ. ທັງສອງສະຖານທີ່ ຈຳ ລອງການລະເບີດນິວເຄຼຍເພື່ອຈຸດປະສົງການຄົ້ນຄ້ວາ, ເຖິງແມ່ນວ່າສູນລະເບີດແຫ່ງຊາດຍັງ ດຳ ເນີນການຄົ້ນຄວ້າພະລັງງານ.

 

ສູນລະເບີດແຫ່ງຊາດໃຊ້ເຄື່ອງເລເຊີ 192 ອັນທີ່ຜະລິດພະລັງງານທັງ1.9.ົດ XNUMX ເມກາຈູເປັນໄລຍະເວລາຍາວນານເຖິງສອງສາມນາທີວິນາທີເພື່ອກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາຟິວຊັນ. ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຖືກວາງຢູ່ພາຍໃນແຄບຊູນໂລຫະທີ່ມີຄວາມຍາວບໍ່ພໍເທົ່າໃດມິນລີແມັດ, ເຊິ່ງເມື່ອຖືກຄວາມຮ້ອນໂດຍແສງເລເຊີ, ຈະປ່ອຍລັງສີ X ອອກມາທີ່ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະບີບອັດນໍ້າມັນ.

 

ມັນແມ່ນຂະບວນການນີ້, ໃນວັນທີ 8 ເດືອນສິງຫາປີ 2021, ໄດ້ບັນລຸການຜະລິດພະລັງງານທີ່ສໍາຄັນຂອງ 1.3 ເມກາຈູລ, ເປັນມູນຄ່າສູງສຸດເທົ່າທີ່ເຄີຍບັນທຶກໄວ້ໂດຍວິທີການ inertial: ນັ້ນແມ່ນ, ພວກເຮົາໄດ້ເກີດໄຟໄclosest້ໃກ້ທີ່ສຸດ.

 

ຜົນໄດ້ຮັບທັງ0.7.ົດ 1997 ເທົ່າກັບສະຖິຕິທີ່ບັນລຸໄດ້ໂດຍ Joint European Torus ໃນປີ 0.25 ໂດຍໃຊ້ການກັກຂັງແມ່ເຫຼັກ, ແຕ່ໃນກໍລະນີນີ້, ເຊື້ອໄຟໄດ້ດູດເອົາພະລັງງານ 1.3 megajoules ແລະຜະລິດໄດ້ XNUMX megajoules: ການປະສົມ, ດັ່ງນັ້ນ, ໄດ້ສ້າງຄວາມຮ້ອນສ່ວນທີ່ດີສໍາລັບ ປະຕິກິລິຍາ, ໃກ້ຈະຮອດຈຸດລະເບີດ.

 

ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເຄື່ອງປະຕິກອນຈະຕ້ອງບັນລຸຜົນໄດ້ຮັບທີ່ສູງກວ່າ (ຫຼາຍກວ່າ 100) ເພື່ອໃຫ້ເປັນທີ່ດຶງດູດທາງດ້ານເສດຖະກິດ.

 

ການກັກຂັງແມ່ເຫຼັກ

 

ວິທີການກັກຂັງແມ່ເຫຼັກສັນຍາວ່າມີຄວາມສົດໃສດ້ານການພັດທະນາທີ່ດີກວ່າແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເປັນເສັ້ນທາງທີ່ນິຍົມສໍາລັບການຜະລິດພະລັງງານຈົນເຖິງປະຈຸບັນ.

 

ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງການຄົ້ນຄ້ວາສຸມໃສ່ການ tokamaks, ເຕົາປະຕິກອນ fusion ໄດ້ປະດິດຂຶ້ນຢູ່ໃນສະຫະພາບໂຊວຽດໃນຊຸມປີ 1960, ບ່ອນທີ່ plasma ຖືກກັກຂັງໂດຍສະ ໜາມ ແມ່ເຫຼັກທີ່ເຂັ້ມແຂງ.

 

ໄອທີ, ເຄື່ອງປະຕິກອນການສາທິດທີ່ກໍາລັງກໍ່ສ້າງຢູ່ໃນພາກໃຕ້ຂອງປະເທດຣັ່ງເສດທີ່ມີ 35 ປະເທດ, ນໍາໃຊ້ການຕັ້ງຄ່າ tokamak. ມັນຈະເປັນເຕົາປະຕິກອນຟິວເຕີທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງໂລກ, ແລະມີເປົ້າtoາຍເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນການເພີ່ມຂຶ້ນ 10 - plasma ຈະໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນຈາກພະລັງງານ 50 ເມກາວັດແລະຄວນຜະລິດໄຟຟ້າໄດ້ 500 ເມກາວັດ. ດຽວນີ້ plasma ທຳ ອິດຄາດວ່າຈະເປັນທາງການໃນທ້າຍປີ 2025, ດ້ວຍການສາທິດການຜະສົມຜະສານທີ່ຄາດວ່າຈະຢູ່ໃນທ້າຍປີ 2030s.

 

ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້ອັງກິດໄດ້ເປີດຕົວໂຄງການ STEP (Spherical Tokamak ສໍາລັບການຜະລິດໄຟຟ້າ), ເຊິ່ງມີຈຸດປະສົງເພື່ອພັດທະນາເຄື່ອງປະຕິກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໃນຊຸມປີ 2040. ຈີນຍັງຕິດຕາມເບິ່ງ ໂຄງການທະເຍີທະຍານ ເພື່ອຜະລິດໄອໂຊໂທບ tritium ແລະໄຟຟ້າໃນຊຸມປີ 2040. ສຸດທ້າຍ, ເອີຣົບວາງແຜນທີ່ຈະເປີດອີກ ນັກສະແດງ tokamak, ຕົວຢ່າງ, ໃນປີ 2050.

 

ການຕັ້ງຄ່າອື່ນທີ່ເອີ້ນວ່າ stellarator, ຄືກັບຂອງເຢຍລະມັນ Wendelstein-7X, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີຫຼາຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າການສະແດງ stellarator ຕ່ ຳ ກວ່າສິ່ງທີ່ tokamak ສາມາດບັນລຸໄດ້, ຄວາມstabilityັ້ນຄົງພາຍໃນແລະຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີໃນຫວ່າງບໍ່ດົນມານີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ຈິງຈັງ.

 

ອະນາຄົດຂອງ fusion

 

ໃນຂະນະດຽວກັນ, ໂຄງການນິວເຄຼຍສ່ວນຕົວໄດ້ຮັບການຂະຫຍາຍຕົວໃນຊຸມປີຜ່ານມາ. ພວກເຂົາສ່ວນໃຫຍ່ຈິນຕະນາການປະຕິກິລິຍາການຜະສົມຜະສານໃນອີກສິບຫາ 20 ປີຂ້າງ ໜ້າ ແລະໄດ້ດຶງດູດກັນ ທຶນ 2 ຕື້ໂດລາ ເພື່ອພັດທະນາຂະ ແໜງ ການພັດທະນາດັ້ງເດີມ.

 

ສະຖານະການປະຕິບັດການປະສົມປະສານນິວເຄຼຍສອງຊະນິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສົມທຽບກັບການແຍກພະລັງງານລົມ, ແສງຕາເວັນແລະນິວເຄຼຍ. ເຄຣດິດຮູບ: G De Temmerman, D Chuard, J -B. Rudelle ສຳ ລັບການຄົ້ນຄວ້າ Zenon (ຜູ້ຂຽນສະ ໜອງ ໃຫ້)

 

ໃນຂະນະທີ່ການລິເລີ່ມເຫຼົ່ານີ້ນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຍີນະວັດຕະກໍາອື່ນ other ເພື່ອບັນລຸການປະສົມປະສານແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດສົ່ງເຄື່ອງປະຕິກອນທີ່ດໍາເນີນງານໄດ້ດີຫຼາຍ, ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງປະຕິກອນຂອງກອງທັບເຮືອໄປທົ່ວໂລກຈະຕ້ອງໃຊ້ເວລາ.

 

ຖ້າການພັດທະນາປະຕິບັດຕາມເສັ້ນທາງທີ່ເລັ່ງລັດນີ້, ການປະສົມນິວເຄຼຍອາດຈະມີປະມານ 1% ຂອງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທົ່ວໂລກພາຍໃນປີ 2060.

 

ສະນັ້ນໃນຂະນະທີ່ຄວາມກ້າວ ໜ້າ ອັນໃ່ນີ້ເປັນສິ່ງທີ່ ໜ້າ ຕື່ນເຕັ້ນ, ມັນຄວນຈະເກັບໄວ້ໃນໃຈວ່າການປະສົມປະສານຈະເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານສໍາລັບພາກສ່ວນທີສອງຂອງສະຕະວັດ - ໃນຕອນທໍາອິດ.

 

ບົດຄວາມນີ້ຖືກຕີພິມໃນເບື້ອງຕົ້ນໂດຍ The conversation, Australia, ໃນວັນທີ 26 ສິງຫາ 2021, ແລະໄດ້ຖືກຕີພິມຄືນໃin່ໂດຍສອດຄ່ອງກັບ Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 ໃບອະນຸຍາດສາທາລະນະສາກົນ. ທ່ານສາມາດອ່ານບົດຄວາມຕົ້ນສະບັບ ທີ່ນີ້ ແລະມັນໄດ້ຖືກຕີພິມໃນເບື້ອງຕົ້ນຢູ່ໃນ ພາສາຝຣັ່ງ. ຄວາມຄິດເຫັນທີ່ສະແດງອອກໃນບົດຄວາມນີ້ແມ່ນຄວາມຄິດຂອງຜູ້ຂຽນຜູ້ດຽວແລະບໍ່ແມ່ນ WorldRef.


 

ສຳ ຫຼວດບໍລິການຂອງ WorldRef ເພື່ອຮຽນຮູ້ວິທີທີ່ພວກເຮົາ ກຳ ລັງເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວທົ່ວໂລກຂອງທ່ານງ່າຍແລະປະຫຍັດ!

ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນແລະ Cogeneration | ການຂຸດຄົ້ນແລະແຮ່ທາດ | ການຄວບຄຸມມົນລະພິດທາງອາກາດ | ລະບົບການຈັດການວັດສະດຸ | ການ ບຳ ບັດນ້ ຳ ແລະເສຍ |

ອຸປະກອນອຸດສາຫະ ກຳ ທີ່ໃຊ້ແລ້ວ | Spares, ເຄື່ອງມືແລະເຄື່ອງບໍລິໂພກ | ການຈັດຊື້ອຸດສາຫະ ກຳ