Միջազգային ջերմամիջուկային փորձնական ռեակտոր

Միջազգային Ջերմամիջուկային Փորձնական Ռեակտորը (ՄՋՓՌ) կամ ԻԹԵՐ (անգլերեն՝ International Thermonuclear Experimental Reactor -ITER) միջազգային տոկամակի (մագնիսական սահմանափակված ֆուզիոն) հետազորտական և ճարտարագիտական առաջարկություն է՝ այսօրվա պլազմաի ֆիզիկայից ապագայի էլեկտրականություն արտադրող ֆուզիոնի ատոմակայաններին հասնելու համար։ Նա հիմնված է DIII-D, EAST, KSTAR, TFTR, Joint European Torus, JT-60, Tore Supra և T-15 սարքերով արված հետազոտությունների վրա, բայց լինելու է բավականին մեծ բոլորից։

2006 թվականի Նոյեմբերի 21-ին նրա եոթը մասնակցող երկնրները պաշտոնապես համաձայնվեցին դրամ ներդնել այս ծրագրի մեջ^[1]։ Ծրագիրը նախատեսված է, որ կտևի 30 տարի՝ 10-ը կառուցման, և 20-ը հետազոտման ընթացքի համար - նաև նա կարժի մոտավորապես 9.3 բիլլիոն դոլար^[2], որը նրան դարցնում է ժամանակի ամենամեծ տեխնոգիտնական ծրագիրը։ Տարածքի պարտաստությունները արդեն սկսել են Քադարաշ, Ֆրանսիաում, ինչպես նաև մեծ բաղադրիչների ձեռք բերումը։ Առաջին պլազմայի գործածումը սպասվում է 2018 թվականին։

ՄՋՓՌ-կառուցվում է մոտավորապես 500 ՄՎ (500,000,000 Վատ) ֆուզիոնի ուժ արտադրելու և նրան 1000 վայրկյան պահպաներլու^[3], որը կլինի համեմատել JETի 16 ՄՎ գագաթը, 0.5 գր դեյտերիում/տրիտիում խառնուրդի ֆուզիոնից իր մոտավորապես 840 մտ³ ռեակտորի սենյակում։ Թեև ՄՋՓՌ-ից սպասվում է, որ արտադրի 5-10 անգամ ավելի էներգիա՝ ջերմության ձևով, քան պլազմային ջերմացնելու համար օգտագործված էներգիայից, առաջացած ջերմությունը էլեկտրականության չի վերածվելու։

ՄՋՓՌ-ի ուղեկիցներին համաձայն, Ֆուզիոնի ուժը ներկայացնում է՝ «միջավայրապես բարորակ, տարածվածորեն կիրառվող և բնությամբ չվերջացող» էլեկտրականության պոտենցիալ^[4], հատկանիշներ որոնք նրանց կարծիքով կարիք են քանի որ աշխարհի էներգետիկական պահանջը ավելանում է, ինչպես նաև ջերմոցային գազերի արձակման պակսացնելու կարիքը^[5]՝ արդարացնելով թանկ հետազոտային ծրագիրը։

ITER-ը սկզբում կանգնում էր International Thermonuclear Experimental Reactor համար, իսկ այդ անունը փոխվեց հասարակության «ջերմամիջուկային» բառին բացասական նայելու պատճառով, հատկապես «փորձնական» բառի կողքին։ «Iter» նաև նշանակում է «ճամբորդություն», «կողմ» և «ճամբա» լատիներենում^[6]։

Նպատակներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

ՄՋՓՌ-ի պաշտոնական նպատակն է «ցուցադրել ֆուզիոն էներգիայի գիտնական և տեխնիկական հնարավորությունները խաղաղալի նպատակների համար»։ ՄՋՓՌ-ը մի շարք հատուկ նպատակներ ունի, որոնք բոլորն էլ վերաբերվում են մի պիտանի ֆուզիոնի ուժի ռեակտոր առաջացնելու հետ՝

Վայրկյանապես արտադրել տասն անգամ ավելի ջերմային էներգիա ֆուզիոնի ջերմացնումից քան օժանդակ ջերմացնողների մատակարածը (Q արժեքը՝ 10)
Արտադրել Հաստատնավիճակ պլազմա իր Q արժեքը լինելով 5-ից բարձր
Պահպանել մի ֆուզիոնի պուլսը մինչև 8 րոպե
Վառել մի «այրվող» (ինքնապահպան) պլազմա
Առաջացնել տեխնոլոգիաներ և պրոցեսներ մի ֆուզիոնի ուժի կայարանի համար - ներառելով գերհաղորդունակ մագնիսներ և հեռավոր վարում (պահպանում ռոբոտով)
Ստուգել տրիտիոմի բուծելու հասկացույունները
Բարելավել նեյտրոնի պաշտպանման/ջերմության դարձնելու տեխնոլոգիան (D+T-ի ֆուզիոնի ռեակցիայում, էներգիայի մեծ մասը արձակվում է արագ նեյտրոնների միջոցով)

Ռեակտորի Նկարագրում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Տես նաև՝ Ֆուզիոն

Երբ դեյտերիումը և տրիտիումը միաձուլվում են, երկու ատոմական միջուկներ միասնականվում են՝ մի հելիումի միջուկ (մի ալֆա մասնիկ) և մի բարձր-էներգիայով նեյտրոն կառուցելով, սույն ռեակցիաով՝

{}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{0}^{1}{\mbox{n}}+17.6{\mbox{ MeV}}

Թեպետ Պարբերական աղյուսակի բոլոր կայուն և երկաթից թեթև իզոտոպները կարող են մի ուրիշ իզոտոպի հետ միաձուլվել և էներգիա արձակել, դեյտերիումը և տրիտիումը ամենագրավիչն են էներգիա արտադրելու համար, քանի որ ամենաքիչ ակտիվացիայի էներգիայի (և ուրեմն ամենացածր ջերմությունը) կարիք ունեն։

Բոլոր պրոտո- և միջնակյանք աստղերը ճառագայթում են հսկայական էներգիա՝ ֆուզիոնի միջոցով արտադրված։ Ծանրությունը համեմատելով՝ դեյտերիում/տրիտիում ֆուզիոնի պրոցեսը արձակում է մոտավորապես երեք անգամ ավելի էներգիա, քան ուրան-235ի ֆիսիոնը, և միլիոն անգամներ ավելի էներգիա, քան մի քիմիական ռեակցիա, ինչպես ածուխի վառելը։ Ֆուզիոնի ատոմակայանի նպատակն է այն էներգիան լծել՝ էներգիայի արտադրման համար։

Ֆուզիոնի ակտիվացման էներգիան ահագին բարձր է, որովհետև ամեն միջուկի մեջի պրոտոնները իրար ուժգնորեն վանում են, քանի որ երկուսն էլ դրական լիցք ունեն։