Ano ang magnetic confinement fusion?

Ang magnetic confinement fusion ay isang diskarte sa nuclear fusion na nagsasangkot ng pagsuspinde ng isang plasma (ionized gas) sa isang magnetic field at pinalalaki ang temperatura at presyon nito sa mahusay na antas.Ang nuclear fusion ay isang uri ng enerhiya ng nuklear na ginawa kapag ang light atomic nuclei - hydrogen, deuterium, tritium, o helium - ay pinagsama -sama sa mahusay na temperatura at panggigipit.Ang lahat ng ilaw ng araw at init ay nagmula sa mga reaksyon ng nuclear fusion na nagpapatuloy sa core nito.Ito ay sa pamamagitan nito na ang araw ay maaaring umiiral sa lahat - ang panlabas na presyon ng mga reaksyon ng pagsasanib na balansehin ang pagkahilig patungo sa pagbagsak ng gravitational.

Kahit na ang sangkatauhan ay may paggamit ng fission energy - naghiwalay ng mabibigat na nuclei - para sa lakas ng nuklear, ang matagumpay na kapangyarihan ng pagsasanib ay humihiwalay pa rin sa atin.Sa ngayon, ang bawat pagtatangka sa pagbuo ng lakas ng pagsasanib ay kumokonsumo ng mas maraming enerhiya kaysa sa ginagawa nito.Ang magnetic confinement fusion ay isa sa dalawang tanyag na diskarte sa nuclear fusion-ang iba pa ay hindi inertial confinement fusion, na nagsasangkot ng pagbomba ng isang fuel pellet na may mataas na lakas na laser.Mayroong kasalukuyang isang multi-bilyong dolyar na proyekto na hinahabol ang bawat landas-ang pambansang pasilidad ng pag-aapoy sa Estados Unidos ay hinahabol ang inertial confinement fusion, at ang international thermonuclear eksperimentong reaktor, isang internasyonal na proyekto, ay hinahabol ang magnetic confinement fusion.

Ang mga eksperimento sa magnetic confinement fusion ay nagsimula noong 1951, nang si Lyman Spitzer, isang pisiko at astronomo, ay nagtayo ng stellerator, isang figure-walong hugis na plasma confinement aparato.Ang isang pangunahing tagumpay ay dumating noong 1968, nang ipinakita ng mga siyentipiko ng Russia ang disenyo ng Tokamak sa publiko, isang torus na magiging disenyo ng karamihan sa mga aparato ng magnetic confinement fusion na darating.Noong 1991, mayroong isa pang hakbang pasulong sa pagtatayo ng pagsisimula (maliit na masikip na aspeto ng ratio tokamak) sa UK, isang spheromak, o isang spherical tokamak.Ang pagsubok ay nagpakita ng aparatong ito na halos tatlong beses na mas mahusay kaysa sa karamihan sa mga tokamaks sa pagsisimula ng mga reaksyon ng pagsasanib, at ang mga spheromaks ay patuloy na isang patuloy na lugar ng pagsisiyasat sa pagsasaliksik ng pagsasanib.Kailangang pinainit sa temperatura sa paligid ng 100 milyong kelvin.Sa ganitong mataas na temperatura, ang mga particle ay may napakalaking enerhiya na kinetic at patuloy na sinusubukan na makatakas.Ang isang pananaliksik ng fusion ay naghahambing sa hamon ng magnetic confinement fusion sa na pinipiga ang isang lobo - kung pinindot mo nang husto sa isang tabi, lumalabas lamang ito sa isa pa.Sa magnetic confinement fusion, ang pag-pop out na ito ay nagiging sanhi ng mga high-temperatura na mga particle na mabangga sa dingding ng reaktor, na nag-scrape ng mga piraso ng metal sa isang proseso na kilala bilang sputtering.Ang mga particle na ito ay sumisipsip ng enerhiya, pagbaba ng kabuuang temperatura ng nakakulong na plasma at ginagawang mahirap ang pagkamit ng tamang temperatura.

Kung ang kapangyarihan ng pagsasanib ay maaaring pinagkadalubhasaan, maaari itong maging isang walang kaparis na mapagkukunan ng enerhiya para sa sangkatauhan, ngunit kahit na ang pinaka -maasahin na mga mananaliksik ay hindi inaasahan ang henerasyong pang -komersyal bago ang 2030.