Η αυστραλιανή startup HB11 Energy έχει επιδείξει με επιτυχία τη νέα τεχνολογία.
Πώς λειτουργεί η κλασική θερμοπυρηνική σύντηξη;
Πυρηνική σύντηξη (στην προκειμένη περίπτωση μιλάμε γιαη θερμοπυρηνική σύντηξη) είναι μια αντίδραση σύντηξης ελαφρών ατομικών πυρήνων σε βαρύτερους, που συμβαίνει σε υπερυψηλές θερμοκρασίες και συνοδεύεται από την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας. Μια τέτοια αντίδραση είναι το αντίθετο της ατομικής σχάσης: στην τελευταία, η ενέργεια απελευθερώνεται λόγω της διάσπασης των βαρέων πυρήνων σε ελαφρύτερους.
Εικόνα του Oleg Gamulinskiy από το Pixabay
Αντιδράσεις σύνθεσης - αυτό είναι θεμελιώδεςη ενεργειακή διαδικασία που τροφοδοτεί τα αστέρια, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου μας. Εκεί παρέχεται από άτομα υδρογόνου, υπερθερμαινόμενα σε δεκάδες εκατομμύρια βαθμούς. Η ανθρωπότητα προσπαθεί να επαναλάβει αυτή τη διαδικασία εδώ στη Γη εδώ και πολλά χρόνια.
Σε τι διαφέρει η νέα προσέγγιση;
Χρήση λέιζερ αντί για θερμοπυρηνικάΗ σύντηξη είχε προβλεφθεί ήδη από τη δεκαετία του 1970. Ο συγγραφέας της ιδέας είναι ο Αυστραλός θεωρητικός φυσικός και συνιδρυτής της HB11 Energy, Heinrich Khor από το Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας. Ο νέος τρόπος παραγωγής καθαρής ενέργειας είναι ριζικά διαφορετικός από τις περισσότερες άλλες αντιδράσεις σύντηξης, οι οποίες απαιτούν τη θέρμανση των ισοτόπων υδρογόνου σε εκατομμύρια βαθμούς.
Το HB11 ακολουθεί μια διαφορετική προσέγγιση.Ως στοιχείο καυσίμου, χρησιμοποίησε πολύ υδρογόνο και βόριο-11, και για να ξεκινήσει την αντίδραση σύντηξης, χρησιμοποίησε ένα υπερσύγχρονο σύμπλεγμα λέιζερ υψηλής ακρίβειας και ισχυρής ακρίβειας.
Κατά την πρώτη επίδειξη της έννοιας, η αντίδρασηΗ σύντηξη υδρογόνου και βορίου παρήγαγε 10 φορές περισσότερες θερμοπυρηνικές αντιδράσεις από τις αναμενόμενες. Η εταιρεία λέει ότι η HB11 Energy είναι πλέον «παγκοσμίως ηγέτης στον αγώνα εμπορευματοποίησης του ιερού δισκοπότηρου της καθαρής ενέργειας».
Πώς λειτουργεί;
Το πιλοτικό εργοστάσιο είναιμια μεταλλική σφαίρα, στο κεντρικό τμήμα της οποίας υπάρχει μια μικρή κυψέλη καυσίμου. Υπάρχουν επίσης ειδικές οπές για τη λειτουργία συστημάτων λέιζερ. Ένα από τα λέιζερ δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο, καθήκον του οποίου είναι να συγκρατεί το πλάσμα. Το δεύτερο είναι υπεύθυνο για την έναρξη μιας θερμοπυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης.
Σχηματική αναπαράσταση της εγκατάστασης εργασίας. Φωτογραφία: HB11 Energy
Πυρηνικές αντιδράσεις μεταξύ πρωτονίων και πυρήνων βορίου-11(σύνθεση p-B), που είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση α-σωματιδίων, ξεκίνησαν στο πλάσμα. Ήταν το αποτέλεσμα ενός λέιζερ κατηγορίας PW που στόχευε σε στόχο νιτριδίου του βορίου (BN) πάχους 0,2 mm.
Υψηλός ρυθμός αντίδρασης της σύνθεσης p-B και,Κατά συνέπεια, μια μεγάλη ροή σωματιδίων α δημιουργήθηκε και μετρήθηκε λόγω της ροής πρωτονίων που επιταχύνθηκε στην μπροστινή επιφάνεια του στόχου. Αυτό είναι το πρώτο πείραμα που επιβεβαίωσε την αρχή της σύνθεσης λέιζερ. Τα σωματίδια άλφα που προκύπτουν από την αντίδραση δημιουργούν ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να αναμεταδοθεί στο δίκτυο σχεδόν αμέσως.
Αξιοσημείωτο είναι ότι στις αντιδράσεις υδρογόνου-βορίουχρησιμοποιείται ένα ασφαλές και κοινό καύσιμο που δεν δημιουργεί νετρόνια στην πρωτογενή αντίδραση. Παράγουν έτσι αμελητέες ποσότητες βραχύβιων αποβλήτων και μπορούν να παρέχουν ισχύ μεγάλης κλίμακας για το κεντρικό ηλεκτρικό δίκτυο ή την παραγωγή υδρογόνου. Ο σχεδιασμός δεν είναι εξοπλισμένος με εναλλάκτη θερμότητας και στρόβιλο ως περιττό.
Γιατί;
Στο μέλλον, αυτές οι τεχνολογίες σύνθεσης θα αντικατασταθούνπαραδοσιακές πηγές ενέργειας. Η κλιμακούμενη τεχνολογία θα βοηθήσει στην αναστροφή των επιπτώσεων της υπερθέρμανσης του πλανήτη που προκαλείται από τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Διαβάστε περισσότερα
Οι επιστήμονες ονόμασαν το πρώτο σημάδι με το οποίο αναζητούν εξωγήινη ζωή
Δυνητικά επικίνδυνος αστεροειδής θα πλησιάσει τη Γη την Πρωταπριλιά
Η γενετική νικήσει τις αλλεργίες στις γάτες με το CRISPR