Το πρώτο και μεγαλύτερο μηχάνημα του είδους του είναι υπό κατασκευή στο γαλλικό επιστημονικό κέντρο έρευνας που ονομάζεται Cadarache, η οποία ειδικεύεται στον τομέα της πυρηνικής έρευνας εξουσία.

Αυτό λέγεται ITER, Λατινικά για το "The Way", και αναμένεται να εγκαινιάσει μια νέα εποχή της πυρηνικής ενέργειας σύντηξης που κινούνται - έχουν κάτι επιστήμονες και μηχανικοί έχουν εργαστεί προς την κατεύθυνση για πάνω από 40 χρόνια.

Από την σύντηξη δύο μορφές του υδρογόνου, που ονομάζεται δευτέριο και το τρίτιο, από κοινού, το μηχάνημα θα παράγει 500 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό είναι δέκα φορές περισσότερη ενέργεια από ό, τι θα χρειαζόταν για να λειτουργήσει.

Μόλις ολοκληρωθεί, το ITER θα μετρήσει 100 πόδια σε διάμετρο και ύψος, που αντιπροσωπεύει μια νέα γενιά συσκευών της πυρηνικής σύντηξης. Αν φτάσει τους στόχους της παραγωγής ενέργειας, θα είναι η πρώτη μηχανή του είδους του για να γεφυρώσει το χάσμα από την έρευνα της σύντηξης στο εργαστήριο με άμεσα διαθέσιμη ενέργειας από σύντηξη για τις πόλεις.

Από τον Ιούνιο του 2015, το κόστος κατασκευής για το μηχάνημα υπερέβη 14 δισεκατομμύρια $ . Αλλά, στο τέλος, οι ειδικοί λένε ότι θα αξίζει τον κόπο. Μετά από όλα, η πυρηνική σύντηξη είναι η διαδικασία που τροφοδοτεί τα αστέρια σαν τον Ήλιο μας και προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα για τις τρέχουσες πηγές ενέργειας, αν μπορούμε να εκμεταλλευτούμε αυτή την εξουσία εδώ στη Γη:

• Το Fusion δημιουργεί μη-ραδιενεργά απόβλητα που μπορούν να ανακυκλωθούν πλήρωςμέσα σε 100 χρόνια , σε αντίθεση με τα τοξικά ραδιενεργά κατάλοιπα που παράγουν σημερινή αντιδραστήρες πυρηνικής σχάσης.
• Δεν υπάρχει καμία πιθανότητα ενός δραπέτη αντίδρασης επειδή οποιαδήποτε δυσλειτουργία θα σταματήσει τη διαδικασία της σύντηξης, που σημαίνει ότι οι αντιδραστήρες σύντηξης δεν διατρέχουν τον κίνδυνο ενός πυρηνικού κατάρρευση.
• Είναι μια καθαρή πηγή ενέργειας σε σύγκριση με τον άνθρακα, το φυσικό αέριο και το αργό πετρέλαιο.
• Αντιδραστήρες σύντηξης μπορεί να τρέξει σε θαλασσινό νερό , προσφέροντας ένα σχετικά ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.

Το πρόβλημα με τη σύντηξη

Αυτή τη στιγμή, το μεγαλύτερο είναι το εξής: Fusion μηχανές σε λειτουργία σήμερα χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια για να τρέξει από βάζουν έξω, το οποίο είναι το ακριβώς αντίθετο από ό, τι θέλετε από μια μονάδα παραγωγής ενέργειας.

Το πρόβλημα πηγάζει από το σούπερ-θερμαίνεται πλάσμα που μηχανημάτων, που ονομάζεται tokamaks, παράγουν και όπου οι αντιδράσεις σύντηξης λαμβάνει χώρα. Παρακάτω είναι μια σχηματική του πλάσματος, που φαίνεται στο μωβ:

Ανέβηκε από Matthias W Hirsch στη Wikipedia

Ενώ την επίτευξη αυτών των θερμοκρασιών είναι ένας άθλος της μηχανικής και αυτή η ίδια, tokamaks δεν μπορεί να διατηρήσει τη ροή πλάσματος για πολύ καιρό. Το ρεκόρ για τη μεγαλύτερη συνεχή πλάσμα είναι 6 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα , το οποίο ένας Γάλλος tokamak επιτευχθεί το 2003.

Η συμπεριφορά αυτή πάλλεται, η οποία έρχεται με την περιστροφή του πλάσματος επανειλημμένα και να σβήνουν σε μικρές δόσεις, είναι αυτό που οι επιστήμονες έχουν προσπαθήσει να παρακάμψουν για δεκαετίες επειδή πάλλεται το κόστος πάρα πολύ ενέργεια για να είναι μια βιώσιμη προσέγγιση για καθαρό ενεργειακό κέρδος.

Αντ 'αυτού, η ιδανική προσέγγιση είναι να οικοδομήσουμε μια μηχανή που μπορεί να παράγει μια αυτοτροφοδοτούμενη πλάσμα. Αυτός είναι όπου ITER έρχεται.

Παρακάτω είναι μια διατομή του τι το εσωτερικό του ITER θα μοιάζει όπου τα περιστρεφόμενα σωματίδια είναι δευτερίου και τριτίου άτομα:

Ένα σημαντικό υποπροϊόν της σύντηξης είναι ήλιο - ειδικά ο πυρήνας των ατόμων ηλίου.Μόλις παραχθεί, αυτά τα άτομα να αναπηδήσει γύρω, προσδίδουν ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, η οποία βοηθά να κρατήσει το πλάσμα εγγενώς ζεστό, χωρίς τη βοήθεια των πρόσθετων, εξωτερική εισροή ενέργειας.

"Αυτό είναι το πώς θα είναι σχεδόν εντελώς αυτοσυντηρούμενη," Jonathan Menard , ο διευθυντής προγράμματος του μια μεγάλη εγκατάσταση σύντηξης στο Princeton Εργαστήριο Φυσικής Πλάσματος (PPPL), είπε Business Insider.

Αυτό το είδος της καύσης σύντηξης είναι πολύ παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει στον πυρήνα του Ήλιου μας

Το μέλλον της σύντηξης

Science Magazine στο YouTubeΜια απεικόνιση κύρια γεννήτρια πλάσματος Wendelstein 7-Χ.

Μια άλλη μηχανή στη Γερμανία που ονομάζεται Wendelstein 7-X - η οποία πρόσφατα ενεργοποιηθείγια πρώτη φορά - αναμένεται επίσης να δημιουργήσει αυτοτροφοδοτούμενη πλάσμα.

Ωστόσο, Menard σημειωθεί ότι δεν είναι πιθανό ότι αυτό το μηχάνημα θα παράγουν αρκετή πλεονάζουσα ενέργεια για να χρησιμεύσει ως μια πιθανή μονάδα παραγωγής ενέργειας πυρηνική σύντηξη, η οποία είναι ό, τι ITER έχει σχεδιαστεί για να κάνει.

Ακόμα μια άλλη μορφή αντιδραστήρων σύντηξης χρησιμοποιούν λέιζερ αντί του πλάσματος, όπως η διευκόλυνση Εθνικό ανάφλεξης στην Καλιφόρνια, αλλά η περιοχή της έρευνας εξακολουθεί να έχει τους τρόπους να διανύσει πριν μπορέσει να ανταγωνιστεί με τις διατάξεις tokamak του κόσμου.

"Μέχρι στιγμής, τα συστήματα λέιζερ που βασίζονται είναι αρκετά αναποτελεσματική μια νομίζουμε ότι τα συστήματα σύντηξης [πλάσματος] είναι πιο κοντά για να έχουν καθαρή ενέργεια", δήλωσε ο Menard.

Η κατασκευή ξεκίνησε για το ITER το 2007 και αναμένεται να ολοκληρωθεί το 2019 με την εκτόξευση του πρώτου πλάσματος της το 2020. Το μηχάνημα αναμένεται να φθάσει στην πλήρη πειράματα σύντηξης δευτερίου-τριτίου για τους δυνητικούς καθαρό ενεργειακό κέρδος από το 2027.

Εν τω μεταξύ, οι έρευνας για τη σύντηξη εγκαταστάσεις σε όλη την υδρόγειο χρησιμοποιώντας tokamaks τους, όπως PPPL του Εθνικού Σφαιρικό Torus πείραμα , για να διερευνήσει τις διάφορες πτυχές του τρόπου με τον ITER θα λειτουργήσει.

"Ιδιαίτερα [είμαστε διερεύνηση] πόσο καλά αυτά τα σωματίδια άλφα ή πυρήνες ηλίου περιορίζονται," δήλωσε ο Menard.

Ελέγξτε μια εικονική περιήγηση μέσα από την εγκατάσταση του ITER στο YouTube , ή κάτω από: