Fusion Reactors እንዴት ይሰራሉ? ልታውቃቸው የሚገቡ 5 እውነታዎች!

ዋና ዓላማው የኑክሌር ፊውዥን ሪአክተሮች በሁለቱ የብርሃን ኒዩክሊየሎች ውህደት ወቅት በሚወጣው የሙቀት ኃይል ኤሌክትሪክን ማምረት ነው። የ fusion reactors ሥራን እናጠና.

  • የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተር በአጠቃላይ ሃይድሮጂን-የሚመስለውን ዲዩሪየም ወይም ትሪቲየም ኢሶቶፕን እንደ ነዳጅ ይጠቀማል።
  • መጀመሪያ ላይ የመዋሃድ ነዳጁ እስከ 100 ሚሊዮን ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው ከፍተኛ የቫኩም ክፍል ውስጥ ይሞቃል, ወደ ፕላዝማ ይለወጣል.
  • ውህደት ምላሽ በጣም ኃይለኛ በሆነ መግነጢሳዊ መስክ ወይም ከፍተኛ የቫኩም ፓምፕ የሚቀርበው ከፍተኛ ሙቀት እና ግፊት ያስፈልገዋል.
  • በእንደዚህ ዓይነት ግፊት እና የሙቀት መጠን ተጽእኖ ስር ፕላዝማ በክፍሉ ውስጥ ተወስኖ ከተፈለገው ፕሮቶን ጋር ተቀላቅሎ ከባድ ኒውክሊየስ ይፈጥራል.
  • ጉልበቱ በመዋሃድ ሂደት ውስጥ ይለቀቃል, ከዚያም ተሰብስቦ ወደ ሌላ ጠቃሚ የኃይል አይነት ይቀየራል.

ዲዩቴሪየም በውሃ ውስጥ ይገኛል, ስለዚህ እንደ ውህድ ነዳጅ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ. ትሪቲየም በተፈጥሮ አይከሰትም; ስለዚህ, ሊቲየም ከዲዩሪየም ጋር ጥቅም ላይ ይውላል ለኑክሌር ውህደት ነዳጅ. በዚህ ልኡክ ጽሁፍ ላይ ከኑክሌር ፊውዥን ሪአክተሮች የሚሠራውን እና የኃይል ማመንጫውን በተመለከተ አስደሳች እውነታዎችን እንወያይ.

ውህድ ሪአክተሮች ኤሌክትሪክ የሚያመነጩት እንዴት ነው?

ከኒውክሌር ፊውዥን ሬአክተር የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት የሚከተሉትን ይከተላል የኢነርጂ ቁጠባ መርህ. በ fusion reactors በኤሌክትሪክ የማመንጨት ሂደት ላይ እናተኩር.

Fusion reactors ኤሌክትሪክ የሚያመነጩት በሁለት መንገዶች ነው።

  • በእንፋሎት ተርባይኖች - በዚህ ዘዴ, በውህደት ወቅት የሚወጣው ሙቀት ተሰብስቦ ውሃውን እንደ ማቀዝቀዣ በመጠቀም ወደ እንፋሎት ይለወጣል. በትልቅ ተርባይን በኩል በማለፍ እንዲሽከረከሩ ያደርጋቸዋል ይህም የኤሌክትሪክ ኃይልን ያንቀሳቅሳል.
  • ቀጥተኛ ልወጣ -የተዋሃዱ ፈጣን-የሚንቀሳቀሱ ኒዩክሊየሮች የኤሌክትሪክ ክፍያዎችን ይይዛሉ። እነዚህ ክፍያዎች የሙቀት ሞተርን በመጠቀም ወደ ኤሌክትሪክ ሊለወጡ ይችላሉ.

የ fusion reactor ውጤታማነት

ውጤታማነቱ የግብአት እና የውጤት ሃይል ጥምርታ ወደ ጠቃሚ ስራ የሚቀየር ነው። የኑክሌር ፊውዥን ሪአክተርን ውጤታማነት እንፈትሽ።

የ fusion reactor ከፍተኛ መጠን ያለው ሙቀት ይፈጥራል; ስለዚህ የሙቀት ብቃቱ 70% እና የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተር ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ያለው ብቃት 40% ነው። አንድ ግራም ውህድ ነዳጅ 10 ኪሎ ግራም ቅሪተ አካል ሊያመነጭ ከሚችለው ጋር ተመሳሳይ ሃይል ሊያመነጭ ስለሚችል በሃይል ማመንጨት ረገድ የበለጠ ቀልጣፋ ነው።

የኑክሌር ፊውዥን ሪአክተሮች ደህና ናቸው?

የኑክሌር ውህደት የአቶሚክ ቁጥሩ ከ 56 በታች የሆነ ንጥረ ነገርን ያካትታል። አሁን፣ ፊውዥን ሬአክተር ደህንነቱ የተጠበቀ መሆኑን እንመለከታለን።

የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተር ኃይልን ለመጠቀም ደህንነቱ የተጠበቀ ነው ምክንያቱም በራሱ የሚወሰን ሂደት ነው፣ ማለትም ምላሽን መቆጣጠር ካልቻሉ፣ ሬአክተሩ ራሱን ያጠፋል። የ fusion reactor ፍንዳታ በሰንሰለት ምላሽ ስለማይሰጥ በጣም አልፎ አልፎ ነው ፣ ራዲዮአክቲቭ ቆሻሻው በ fusion reactor ውስጥ አነስተኛ ነው ፣ ስለሆነም ለመጠቀም ደህንነቱ የተጠበቀ ነው።

የኑክሌር ውህደት ማንኛውንም ከባድ ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገር ወይም እንደ ካርቦን ዳይኦክሳይድ ያሉ መርዛማ ጋዞችን ወይም ማንኛውንም የግሪንሀውስ ጋዝ አይለቅም ስለዚህ ለአካባቢ ደህንነቱ የተጠበቀ ነው። የኑክሌር ፊውዥን ሪአክተሮች ሁል ጊዜ ደህንነታቸው የተጠበቀ አይደሉም ምክንያቱም አንዳንድ ጊዜ በኒውትሮን የራዲዮአክቲቪቲ ተግባር ውስጥ ስለሚገቡ ደህንነቱ ያልተጠበቀ ከፍተኛ ኃይል ያለው ኒውትሮን ያመነጫሉ።

ምስል የኑክሌር ፊውዥን ሪአክተር ንድፍ ንድፍ by ኢቫን ሜሰን, (CC በ-SA 3.0)

ስንት ፊውዥን ሪአክተሮች አሉ?

እንደ ከፍተኛ ሙቀት እና ግፊት ያሉ አስፈላጊ ሁኔታዎችን ማግኘት ከባድ ስለሆነ የውህደት ሃይል ማመንጫ መገንባት አስቸጋሪ ነው። ያለውን የፊውዥን ሬአክተር ብዛት ያሳውቁን።

ሃይል ለማመንጨት ሁለት የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተሮችን ብቻ መጠቀም ይቻላል። ናቸው

  • መግነጢሳዊ እገዳዎች
  • የማይነቃነቅ ተቆጣጣሪዎች

መግነጢሳዊ እገዳዎች

መግነጢሳዊ እገዳዎች ዲዩሪየም ወይም ትሪቲየም ፕላዝማን ለመገደብ መግነጢሳዊ መስክ ይጠቀማሉ። ከፍተኛ የፕላዝማ ግፊትን ለማካካስ ከመግነጢሳዊ መስክ ጋር ለመገናኘት የፕላዝማውን ኤሌክትሪክ ንክኪነት ይጠቀማሉ; በመሆኑም ትኩስ ፕላዝማ በማግኔቲክ ፊልድ አማካኝነት የግንኙን ክፍል ግድግዳዎች መንካቱን ይቀጥላል።

የማይነቃነቅ ተቆጣጣሪዎች

የማይነቃነቅ ማገገሚያዎች ውህድ ማገዶውን በትናንሽ እንክብሎች መልክ ይጠቀማሉ፣ ይህም እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የሃይል ጥግግት እና በከፍተኛ ሙቀት ይሞቃል። የ inertial confinement በጣም አጭር ጊዜ የሚፈጅ ነው, እና የፕሮቶን, ኤሌክትሮኖች ወይም አየኖች መካከል ከፍተኛ የኃይል ጨረር መጭመቂያ ያደርጋል.

ውህድ ሪአክተሮች እንዴት አይቀልጡም?

የኒውክሌር ሬአክተር ጥቅሙ እጅግ በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን እንኳን, የመቅለጥ አደጋ የለም. የኒውክሌር ፊውዥን ሬአክተር የማይቀልጥበትን ምክንያት እናገኝ።

ፕላዝማውን ለመገደብ በተተገበረው መግነጢሳዊ መስክ ምክንያት የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተር በሚሊዮን ዲግሪዎች የሙቀት መጠን እንኳን አይቀልጥም ። መግነጢሳዊ መስኩ ፕላዝማውን እንደ ጋሻ ይሸፍነዋል, ስለዚህ ከፍተኛ ሙቀትን ለመቋቋም ፍጹም የሆነ የሙቀት መከላከያ ያቀርባል. ስለዚህ የሬአክተሩ ውጫዊ ክፍል አይቀልጥም.

በኒውክሌር ፊውዥን ሬአክተር ውስጥ፣ ልክ እንደ መግነጢሳዊ መስክ ብልሽት የሆነ ነገር ከተሳሳተ፣ ፕላዝማው የመቅለጥ ስጋት እንዳይኖረው በሴኮንድ ውስጥ ይቀዘቅዛል። የኒውክሌር ፊውዥን ሪአክተሮች ትልቅ ጠቀሜታዎች አንዱ ነው.

የ fusion reactors እንዴት ይሞቃሉ?

የኑክሌር ውህደትን ለማግኘት, ከፍተኛ ሙቀት አስፈላጊ መስፈርት ነው. አስፈላጊውን የሙቀት መጠን ለማግኘት የ fusion reactor እንዴት እንደሚሞቅ እንወቅ.

የኑክሌር ሬአክተሩ መጀመሪያ ላይ በውጫዊ ኤሌክትሪክ አማካኝነት ወደ ነዳጅ ኒውክሊየስ በማለፍ እነሱን ለማፋጠን ይሞቃል። መፋጠን ሲጀምሩ አስኳሎች የእንቅስቃሴ ጉልበት ያገኛሉ እና ከራሳቸው ጋር ይጋጫሉ። በእነዚህ አስኳሎች መካከል ያለው ግጭት የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተር እንዲሞቅ ያደርገዋል።

በእያንዳንዱ ግጭት ምክንያት የሚፈጠረው ሙቀት ወደሚፈለገው የሙቀት መጠን ይጨምራል, ይህም ኤሌክትሮን ከገለልተኛ ሃይድሮጂን እንዲወገድ እና ከዚያም የታለመው ኒውክሊየስ በፕላዝማ ነዳጅ ውስጥ እንዲገባ ያደርጋል. ይህም ሁለት ቀለል ያሉ ኒዩክሊየሮችን በማዋሃድ አንድ ከባድ ኒውክሊየስ ይፈጥራል።

መደምደሚያ

የኒውክሌር ፊውዥን ሬአክተር በጣም ደህንነቱ የተጠበቀ የኃይል ማመንጫ ግን ለመገንባት አስቸጋሪ መሆኑን በመግለጽ ይህንን ልጥፍ እንቋጭ። ከተዋሃዱ ሬአክተር የሚመነጨው የኢንስታይን የጅምላ ሃይል ለውጥ E=mc ይከተላል።2. በአለም ዙሪያ የተገነቡ 20 የኑክሌር ፊውዥን ሬአክተሮች ብቻ ናቸው።

ወደ ላይ ሸብልል