Միջազգային ջերմամիջուկային փորձնական ռեակտոր

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Ռեակտորի կտրվածքը

Միջազգային Ջերմամիջուկային Փորձնական Ռեակտորը (ՄՋՓՌ) կամ ԻԹԵՐ (անգլերեն՝ International Thermonuclear Experimental Reactor -ITER) միջազգային տոկամակի (մագնիսական սահմանափակված ֆուզիոն) հետազորտական և ճարտարագիտական առաջարկություն է՝ այսորվա 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 21ին 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-ին։

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]

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 տաս 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]

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՝

{}^{2}_{1}\mbox{H} + {}^{3}_{1}\mbox{H}  \rightarrow {}^{4}_{2}\mbox{He} + {}^{1}_{0}\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 միլլիոն 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։

Աղբյուրներ[խմբագրել]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]