2021 წლის 5 სექტემბერს MIT-ის მკვლევართა გუნდი წარმატებით ტესტირება მაღალტემპერატურული ზეგამტარი მაგნიტი, რომელიც არღვევს მსოფლიო რეკორდს ყველაზე მძლავრი მაგნიტური ველის სიძლიერეზე, რაც კი ოდესმე წარმოებულა. მიაღწია 20 ტესლას (ველის ინტენსივობის საზომი), ეს მაგნიტი შეიძლება იყოს გასაღები ბირთვული შერწყმის გასახსნელად და სამყაროსთვის სუფთა, ნახშირბადის გარეშე ენერგიის მიწოდებისთვის.
ბირთვული შერწყმა უკვე ათწლეულების განმავლობაში იყო სუფთა ენერგიის წმინდა გრაალი, მაგრამ მისი გატეხვა რთულია. ამჟამინდელი ატომური ელექტროსადგურები იყენებენ დაშლას - ატომების გაყოფას - ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ის ეფექტურია, მაგრამ შეიძლება იყოს საშიში და ტოვებს ხანგრძლივ ბირთვულ ნარჩენებს, რომელთა უსაფრთხო შენახვა რთული და ძვირია. მეორე მხრივ, ბირთვული შერწყმა ეყრდნობა ორი ატომის გაერთიანებას უფრო დიდის შესაქმნელად. ეს არის რეაქცია, რომელიც ხდება მზესა და ვარსკვლავებში. დედამიწაზე ხელოვნურად გამრავლებისას, ის გაცილებით ნაკლებად მიდრეკილია კატასტროფული აფეთქებებისკენ, ვიდრე დაშლა, და ის წარმოქმნის გაცილებით ნაკლებ რადიოაქტიურ ნარჩენებს. თუ კომერციულად მომგებიანი შერწყმის რეაქტორი რეალობად იქცა, ის შეიძლება სწრაფად გახდეს მომავლის ენერგიის წყარო.
ყველაზე ძლიერი მაგნიტი მსოფლიოში. შექმნილია და აშენებულია Commonwealth Fusion Systems-ისა და MIT-ის პლაზმის მეცნიერებისა და შერწყმის ცენტრის (PSFC) მიერ. კრედიტი: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021 წ
სწორედ აქ შემოდის MIT-ის ახალი ძლიერი მაგნიტი. ბირთვული შერწყმა ხდება მხოლოდ უაღრესად მაღალ ტემპერატურაზე - პლაზმა უნდა მიაღწიოს ტემპერატურას, რომელიც დნება ან გაანადგურებს ნებისმიერ მასალას, რომლიდანაც ადამიანებს რეაქტორის აშენება შეუძლიათ. გამოსავალი, რომელიც შემოთავაზებული იყო ჯერ კიდევ 1950-იან წლებში, არის პლაზმის შეკავება ისე, რომ მას რაიმე შეხება არ ჰქონდეს. ძლიერ მაგნიტურ ველს შეუძლია სწორედ ამის გაკეთება, შექმნას ხელოვნური 'ბოთლი', რომელშიც შეიძლება მოხდეს ბირთვული შერწყმა.
ერთ-ერთი ამ მაგნიტური ბოთლის ყველაზე გავრცელებული ფორმა არის დონატის მსგავსი ობიექტი, რომელიც ცნობილია როგორც ტოკამაკი. MIT-ის მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ თავიანთი ახალი ძლიერი მაგნიტები მოაწყობენ ტოკამაკის რეაქტორში და ამით გამოიმუშავებენ წმინდა-დადებით ბირთვულ შერწყმას (შერწყმა, რომელიც გამოიმუშავებს იმაზე მეტ ენერგიას, ვიდრე იყენებს) 2025 წლისთვის.
ნამდვილი ინოვაციური სამუშაო აქ არ არის თავად შერწყმა. ხელოვნური შერწყმის რეაქციები ადრეც იყო წარმოებული. პრობლემა იმაში მდგომარეობს, რომ ჯერჯერობით ისინი ყოველთვის უფრო მეტ ენერგიას იღებენ გასაშვებად, ვიდრე წარმოქმნიან (იმ მაგნიტური ველების შენარჩუნება პლაზმის შესანარჩუნებლად დიდ ენერგიას ხარჯავს). მაგნიტების გაუმჯობესებაზე მუშაობით, MIT-ის გუნდი იმედოვნებს, რომ იქნება პირველი, ვინც საბოლოოდ გამოიმუშავებს რეაქტორს, რომელიც უფრო მეტ ენერგიას გამოიმუშავებს, ვიდრე იყენებს.
წმინდა დადებითი რეაქტორის წინა მცდელობებში გამოყენებული იყო ჩვეულებრივი სპილენძის ელექტრომაგნიტები და ახლახან დაბალი ტემპერატურის ზეგამტარები შერწყმის რეაქციაში. MIT-ის გუნდმა და მათმა კომერციულმა პარტნიორმა, სტარტაპმა სახელად Commonwealth Fusion Systems (CFS), აჯობა კონკურენტებს მაგნიტებზე ახალი სუპერგამტარი მასალის გამოყენებით: მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარი. ეს მასალა გამოიყენება ლენტის მსგავსი ლენტის სახით და საშუალებას აძლევს მათ შექმნან ბევრად უფრო ძლიერი მაგნიტური ველი ბევრად უფრო მცირე სივრცეში. დაბალი ტემპერატურის ზეგამტარს დასჭირდება 40-ჯერ დიდი მოცულობა იმავე ველის სიმტკიცის მისაღწევად.
მაგნიტი, რომელზეც მუშაობენ ტესტის სადგამის შიგნით. კრედიტი: Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021 წ
მარტინ გრინვალდი, დირექტორის მოადგილე და უფროსი მკვლევარი MIT-ის პლაზმის მეცნიერებისა და შერწყმის ცენტრი , განმარტა „ნიშა, რომელსაც ჩვენ ვავსებდით, იყო ჩვეულებრივი პლაზმის ფიზიკის, ჩვეულებრივი ტოკამაკის დიზაინისა და ინჟინერიის გამოყენება, მაგრამ ამ ახალი მაგნიტის ტექნოლოგიის მიტანა. ასე რომ, ჩვენ არ ვითხოვდით ინოვაციებს ნახევარ ათეულ სხვადასხვა სფეროში. ჩვენ უბრალოდ შევიმუშავებდით ინოვაციებს მაგნიტზე და შემდეგ გამოვიყენებდით ბოლო ათწლეულების განმავლობაში ნასწავლის ცოდნის ბაზას.
გასულ კვირას მაგნიტის წარმატებული ტესტით, ეს სტრატეგია, როგორც ჩანს, შედეგიანია. გასულ წელს, სამეცნიერო ნაშრომების სერიამ გამოიყენა სიმულაციები, რათა იწინასწარმეტყველა, რომ თუ მაგნიტი სწორად მუშაობდა, მაშინ შერწყმის რეაქტორს ნამდვილად უნდა შეეძლოს წმინდა დადებითი შერწყმის სიმძლავრის გამომუშავება. წარმატებული მაგნიტის ტესტის გარეშე, რაც რჩება, არის მთელი სისტემის წარმოება (ცნობილი, როგორც SPARC), რომელსაც დაახლოებით სამი წელი დასჭირდება.
თუ ისინი წარმატებული იქნებიან, ამან შეიძლება შეცვალოს სამყარო. როგორც მარია ზუბერი, MIT-ის ვიცე-პრეზიდენტი კვლევების საკითხებში განმარტავს, „Fusion მრავალი თვალსაზრისით არის საბოლოო სუფთა ენერგიის წყარო… ენერგიის რაოდენობა, რომელიც ხელმისაწვდომია, ნამდვილად ცვლის თამაშს“. მათი საბოლოო მიზანია ელექტროგადამცემი ქსელის დეკარბონიზაცია, კლიმატის ცვლილების შენელება და სათბურის გაზების გამომუშავების შემცირება. თუ ამაში წარმატებას მიაღწევენ, ღირდა. არცერთი ჩვენგანი არ ცდილობს ტიტულების მოგებას ამ ეტაპზე. ზუბერმა თქვა: „ჩვენ ვცდილობთ შევინარჩუნოთ პლანეტა სიცოცხლისუნარიანი“. მათი რეკორდული 20 ტესლას მაგნიტური ველი შეიძლება იყოს მხოლოდ ბირთვული შერწყმის განბლოკვის გასაღები და კლიმატის ცვლილების წინააღმდეგ ბრძოლაში ცვლილებების შებრუნება.
შეიტყვეთ მეტი: დევიდ ჩენდლერი ' MIT-ის მიერ შემუშავებული პროექტი მნიშვნელოვან წინსვლას აღწევს შერწყმის ენერგიის მიმართ. 'MIT News.
გამორჩეული სურათი: SPARC-ის, კომპაქტური, მაღალი ველის, ტოკამაკის რენდერი, რომელიც ამჟამად დაპროექტებულია მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტისა და თანამეგობრობის Fusion სისტემების გუნდის მიერ. მისი მისიაა შექმნას და შემოიფარგლოს პლაზმა, რომელიც გამოიმუშავებს წმინდა შერწყმის ენერგიას. კრედიტი: T. Henderson, CFS/MIT-PSFC, 2020 წ
