Միջուկային միաձուլման առաջընթացը համատեքստում

Անցյալ ամիս Կալիֆորնիայի Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի (LLNL) բոցավառման ազգային հաստատությունը հայտարարել զգալի առաջընթաց միջուկային միաձուլման հետազոտություններում: Այդ ժամանակից ի վեր մի շարք մարդիկ ինձ հարցրել են, թե իրականում ինչ է նշանակում այս բեկումը:

Նախ, եկեք քննարկենք միջուկային միաձուլման որոշ հիմունքներ: Այսօրվա ատոմակայանները հիմնված են միջուկային տրոհման վրա, որը ուրանի 235-ի նման ծանր իզոտոպի բաժանումն է երկու փոքր իզոտոպների: (Իզոտոպները պարզապես տարրի տարբեր ձևեր են):

Պարզ ասած, միջուկային տրոհումը նման է իզոտոպի կենտրոնում փոքրիկ փամփուշտ կրակելուն, ինչի հետևանքով այն դառնում է անկայուն և տրոհվում: Երբ այն բաժանվում է, այն արձակում է հսկայական քանակությամբ էներգիա (զանգվածը և էներգիան կապված են Էյնշտեյնի հայտնի E = Mc հավասարման միջոցով.²) Այդ էներգիան այնուհետև կարող է վերածվել էլեկտրականության:

Այնուամենայնիվ, միջուկային տրոհման առաջնային առարկություններից մեկն այն է, որ տրոհման կողմնակի արտադրանքները բարձր ռադիոակտիվ են, և դրանցից շատերը երկարակյաց են: Այլ կերպ ասած, դրանք վտանգ են ներկայացնում կյանքի համար, եթե դրանք պատշաճ կերպով վարվեն: Այս ռադիոակտիվ կողմնակի արտադրանքներն են պատճառը, որ ոմանք դեմ են միջուկային էներգիային:

Միջուկային միաձուլումը, որը մեր Արեգակի նման աստղերի ուժի աղբյուրն է, տարբեր է: Միաձուլման դեպքում դուք ստիպում եք ավելի փոքր իզոտոպներին միասին ստեղծել ավելի մեծ իզոտոպներ: Սովորաբար դա ներառում է ջրածնի՝ ամենափոքր տարրի իզոտոպների միացումը՝ հելիում ձևավորելու համար: Այս ռեակցիան ավելի շատ էներգիա է արձակում, քան տրոհման ռեակցիան, բայց ավելի կարևոր է, որ այն չի արտադրում երկարաժամկետ ռադիոակտիվ կողմնակի արտադրանք: Այդ իսկ պատճառով միջուկային միաձուլումը հաճախ անվանում են էներգիայի արտադրության «սուրբ գրալ»:

Այսպիսով, ո՞րն է խնդիրը: Ջրածնի այդ փոքր իզոտոպները շատ դիմացկուն են միաձուլման: Անհրաժեշտ է ահռելի ճնշում և բարձր ջերմաստիճան (ինչպես առկա է արևի տակ), որպեսզի ստիպեն դրանք միաձուլվել: Դա շատ է տարբերվում միջուկային տրոհումից, որը տեղի է ունենում համեմատաբար հեշտությամբ: Այսպիսով, թեև միջուկային զենքում հնարավոր է միաձուլում, հետազոտողները տասնամյակներ են ծախսել՝ փորձելով ստեղծել վերահսկվող միաձուլման ռեակցիա, որը կարող է օգտագործվել էներգիայի արտադրության համար:

Տարիների ընթացքում հայտարարվել են բազմաթիվ «բեկումների» մասին։ Անցյալ ամիս հայտարարված մեկն այն էր, որ առաջին անգամ գիտնականները միաձուլման գործընթացից ստացան ավելի շատ էներգիա, քան պետք է ներդրեին: Նախկին ջանքերը, որոնք հասել էին միաձուլման, պահանջում էին ավելի շատ էներգիա, քան ստացված միաձուլման ռեակցիան:

Այսպիսով, սա նշանակալի բեկում է: Բայց որքանո՞վ ենք մենք մոտ առևտրային միաձուլման ռեակտորների զարգացմանը:

Ահա մի անալոգիա, որը ես օգտագործել եմ այն ​​համատեքստում դնելու համար: Առևտրային ավիաընկերությունների ճանապարհորդության ճանապարհին շատ կարևոր իրադարձություններ կային: Ռայթ եղբայրները պատմության մեջ առաջին հաջող թռիչքը սնուցմամբ թռչեցին 1903թ. դեկտեմբերին: Անդրատլանտյան առաջին թռիչքից դեռևս 16 տարի կանցներ: Սակայն առաջին լայնորեն հաջողակ կոմերցիոն ինքնաթիռը՝ Boeing 707-ը, կներկայացվի միայն 1958 թվականին:

Երկարատև կատակը միշտ եղել է այն մասին, որ միջուկային միջուկային միաձուլումը 30 տարի է մնացել: Իրականում դա պարզապես նշանակում է, որ մենք դեռ չենք կարող տեսնել այնտեղ հասնելու ամբողջական ուղին: Վերջին բեկումը, անշուշտ, ուղենիշ է առևտրային միջուկային միաձուլման ճանապարհին: Բայց մենք դեռ 30 տարի հեռու ենք միջուկային միաձուլման առևտրային իրագործումից: