Τι είναι η μαγνητική σύντηξη περιορισμού;

Η σύντηξη μαγνητικού περιορισμού είναι μια προσέγγιση για την πυρηνική σύντηξη που περιλαμβάνει την αναστολή ενός πλάσματος (ιονισμένο αέριο) σε ένα μαγνητικό πεδίο και την αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης σε μεγάλα επίπεδα.Η πυρηνική σύντηξη είναι ένας τύπος πυρηνικής ενέργειας που παράγεται όταν οι ελαφρές ατομικές πυρήνες - υδρογόνο, δευτέριο, τρίνιο ή ήλιο - συγχωνευμένα μαζί σε μεγάλες θερμοκρασίες και πιέσεις.Όλοι οι ήλιοι φωτίζουν και θερμότητα προέρχονται από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης σε εξέλιξη στον πυρήνα του.Μέσα από αυτό μπορεί να υπάρχει ο ήλιος - η εξωτερική πίεση των αντιδράσεων σύντηξης εξισορροπεί την τάση προς την κατάρρευση της βαρύτητας.

Αν και η ανθρωπότητα έχει αξιοποιήσει την ενέργεια σχάσης - σπάζοντας βαριά πυρήνα - για την πυρηνική ενέργεια, η επιτυχής δύναμη σύντηξης εξακολουθεί να μας ξεφεύγει.Μέχρι στιγμής, κάθε προσπάθεια δημιουργίας δύναμης σύντηξης καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από ό, τι παράγει.Η μαγνητική σύντηξη περιορισμού είναι μία από τις δύο δημοφιλείς προσεγγίσεις για την πυρηνική σύντηξη-η άλλη είναι η αδρανειακή σύντηξη περιορισμού, η οποία περιλαμβάνει βομβαρδισμό ενός σφαιριδίου καυσίμου με λέιζερ υψηλής ισχύος.Υπάρχει επί του παρόντος ένα έργο πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων που επιδιώκει κάθε μονοπάτι-η Εθνική Διευκόλυνση ανάφλεξης στις Ηνωμένες Πολιτείες επιδιώκει τη σύντηξη αδρανείας και ο διεθνής θερμοπυρηνικός πειραματικός αντιδραστήρας, ένα διεθνές έργο, επιδιώκει τη σύντηξη μαγνητικού περιορισμού.

Τα πειράματα στη σύντηξη μαγνητικού περιορισμού ξεκίνησαν το 1951, όταν ο Lyman Spitzer, φυσικός και αστρονόμος, έχτισε τον stellerator, μια συσκευή περιορισμού πλάσματος με σχήμα-οκτώ.Μια σημαντική ανακάλυψη ήρθε το 1968, όταν οι Ρώσοι επιστήμονες παρουσίασαν το σχέδιο Tokamak στο κοινό, ένα torus που θα ήταν ο σχεδιασμός των περισσότερων συσκευών σύντηξης μαγνητικού περιορισμού που θα έρθουν.Το 1991, υπήρξε ένα άλλο βήμα προς τα εμπρός με την κατασκευή της έναρξης (μικρός σφιχτός λόγος διαστάσεων Tokamak) στο Ηνωμένο Βασίλειο, ένα σφαιροκράκ ή ένα σφαιρικό Tokamak.Οι δοκιμές έδειξαν ότι αυτή η συσκευή είναι περίπου τρεις φορές καλύτερη από ό, τι οι περισσότεροι Tokamaks κατά την έναρξη αντιδράσεων σύντηξης και οι Spheromaks εξακολουθούν να αποτελούν συνεχή περιοχή έρευνας στην έρευνα σύντηξης.πρέπει να θερμαίνεται σε θερμοκρασίες περίπου 100 εκατομμύρια Kelvin.Σε τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες, τα σωματίδια έχουν τεράστια κινητική ενέργεια και προσπαθούν συνεχώς να ξεφύγουν.Μια έρευνα σύντηξης συγκρίνει την πρόκληση της μαγνητικής σύντηξης με την συμπίεση ενός μπαλονιού - αν πιέσετε σκληρά στη μία πλευρά, απλά βγαίνει σε άλλο.Στη σύντηξη μαγνητικού περιορισμού, αυτό το σκασίματα προκαλεί συγκρούονται σωματίδια υψηλής θερμοκρασίας με το τοίχωμα του αντιδραστήρα, απομακρύνοντας τα κομμάτια του μετάλλου σε μια διαδικασία γνωστή ως ψεκασμό.Αυτά τα σωματίδια απορροφούν ενέργεια, μειώνοντας τη συνολική θερμοκρασία του περιορισμένου πλάσματος και καθιστούν δύσκολη την επίτευξη της σωστής θερμοκρασίας.

Εάν η δύναμη σύντηξης μπορεί να κατακτηθεί, θα μπορούσε να γίνει μια απαράμιλλη πηγή ενέργειας για την ανθρωπότητα, αλλά ακόμη και οι πιο αισιόδοξοι ερευνητές δεν περιμένουν εμπορική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας πριν από το 2030.