Böyük Britaniyanın Fusion Energy Proqramı: STEP Prototip Elektrik Stansiyasının Konsepsiya Dizaynı Açıqlandı 

Böyük Britaniyanın füzyon enerjisi istehsalı yanaşması 2019-cu ildə STEP (Enerji İstehsalı üçün Sferik Tokamak) proqramının elanı ilə formalaşıb. Onun birinci mərhələsi (2019-2024) inteqrasiya olunmuş qaynaşma prototipi güc qurğusu üçün konsept dizaynının buraxılması ilə başa çatıb. Bu, tokamak maşınından istifadə edərək plazmanın məhdudlaşdırılması üçün maqnit sahəsindən istifadəyə əsaslanacaq, lakin Böyük Britaniyanın STEP şirkəti ITER-də istifadə edilən ənənəvi dönər formalı tokamak əvəzinə sferik tokamakdan istifadə edəcək. Sferik tokamakın bir sıra üstünlükləri olduğu düşünülür. Zavod Nottingemşirdə tikiləcək və 2040-cı illərin əvvəllərində fəaliyyətə başlayacağı gözlənilir.  

Artan əhalinin və dünya iqtisadiyyatının artan enerji tələbatını ödəmək üçün etibarlı təmiz enerji mənbəyinə ehtiyac (tükənən qalıq yanacaqlar, karbon emissiyası və iqlim dəyişikliyi, nüvə parçalanma reaktorları ilə bağlı ekoloji risklər və yoxsul) problemlərin öhdəsindən gəlməyə kömək edə bilər. bərpa olunan mənbələrin miqyası) heç vaxt indiki qədər intensiv şəkildə hiss edilməmişdir.  

Təbiətdə nüvə sintezi ulduzları, o cümlədən günəşimizi gücləndirir, burada birləşmə şəraitinin (məsələn, yüz milyonlarla dərəcə santiqrad və təzyiq diapazonunda son dərəcə yüksək temperatur) hökm sürdüyü ulduzların nüvəsində yer alır. Yer üzündə idarə olunan sintez şəraiti yaratmaq bacarığı qeyri-məhdud təmiz enerjinin açarıdır. Bu, yüksək enerjili toqquşmalara səbəb olmaq üçün çox yüksək temperatura malik, toqquşma ehtimalını artırmaq üçün kifayət qədər plazma sıxlığına malik olan və birləşməni təmin etmək üçün plazmanı kifayət qədər müddətə məhdudlaşdıra bilən birləşmə mühitinin yaradılmasını əhatə edir. Aydındır ki, həddindən artıq qızdırılan plazmanı məhdudlaşdırmaq və idarə etmək üçün infrastruktur və texnologiya füzyon enerjisinin kommersiya istismarı üçün əsas tələbdir. Füzyon enerjisinin kommersiya məqsədli həyata keçirilməsinə yönəlmiş plazmanın məhdudlaşdırılması üçün bütün dünyada müxtəlif yanaşmalar tədqiq edilir və tətbiq edilir.   

İnertial Həbs Füzyonu (ICF) 

İnertial füzyon yanaşmasında füzyon şəraiti az miqdarda füzyon yanacağının sürətlə sıxılması və qızdırılması ilə yaradılır. Lawrence Livermore Milli Laboratoriyasındakı (LLNL) Milli Alovlanma Təsisatı (NIF) yüksək enerjili lazer şüalarından istifadə edərək deyterium-tritium yanacağı ilə doldurulmuş kapsulları partlatmaq üçün lazerlə idarə olunan partlama texnikasından istifadə edir. NIF ilk dəfə 2022-ci ilin dekabrında füzyon alovlanmasına nail oldu. Daha sonra 2023-cü ildə üç dəfə füzyon alovlanması nümayiş etdirildi və bu, idarə olunan nüvə sintezinin enerji ehtiyaclarını ödəmək üçün istifadə oluna biləcəyinə dair konsepsiyanın sübutunu təsdiq etdi.  

Plazma yanaşmasının maqnit məhdudlaşdırılması  

Füzyon üçün plazmanı məhdudlaşdırmaq və idarə etmək üçün maqnitlərdən istifadə bir çox yerdə sınaqdan keçirilir. Fransanın cənubundakı St. Paul-lez-Durance şəhərində yerləşən 35 ölkənin ən iddialı füzyon enerjisi əməkdaşlığı olan IITER, füzyon yanacağını kifayət qədər yüksək temperaturda uzun müddət saxlamaq üçün nəzərdə tutulmuş tokamak adlı halqalı torusdan (və ya pişi maqnit cihazından) istifadə edir. füzyon alovlanması baş verəcək. Füzyon elektrik stansiyaları üçün aparıcı plazma məhdudlaşdırma konsepsiyası olan tokamaklar, plazma sabitliyi olduğu müddətcə füzyon reaksiyasını davam etdirə bilər. ITER-in tokamak dünyanın ən böyüyü olacaq.   

Böyük Britaniyanın STEP (Enerji İstehsalı üçün Sferik Tokamak) Fusion Proqramı: 

ITER kimi, Birləşmiş Krallığın STEP füzyon proqramı da tokamakdan istifadə edərək plazmanın maqnit tutulmasına əsaslanır. Bununla belə, STEP proqramının tokamak sferik formalı olacaq (ITER-in pişi əvəzinə). Sferik tokamak yığcamdır, səmərəlidir və miqyası daha asan ola bilər.  

STEP proqramı 2019-cu ildə elan edildi. Onun birinci mərhələsi (2019-2024) inteqrasiya olunmuş qaynaşma prototipi güc qurğusu üçün konsept dizaynının buraxılması ilə başa çatdı.  

Royal Society of Philosophical Transactions A jurnalının "" adlı tematik buraxılışı.Fusion Enerjisinin Təchizatı – Enerji İstehsalı üçün Sferik Tokamak (STEP)” 15 avqust 26-cü ildə Böyük Britaniyanın qaynaşmadan elektrik enerjisi istehsal etmək üçün ilk prototip zavodunun layihələndirilməsi və qurulması proqramının texniki tərəqqisini təfərrüatlı şəkildə əks etdirən 2024 rəydən keçmiş məqalədən ibarət məqalə dərc edilmişdir. Sənədlər tələb olunan dizayn və kontur texnologiyalarının və onların 2040-cı illərin əvvəllərində prototip zavoduna inteqrasiyasının tam surətini çəkir.  

STEP proqramının məqsədi xalis enerji, yanacaq özünü təmin etmək və bitki baxımına uyğun marşrut nümayiş etdirməklə birləşmənin kommersiya məqsədəuyğunluğuna yol açmaqdır. Bu, layihənin bir hissəsi kimi istismardan çıxarılmasını da nəzərdə tutan tam işlək prototip zavodun çatdırılmasına kompleks yanaşma tələb edir. 

*** 

References:  

1. Böyük Britaniya hökuməti. Press-reliz – Böyük Britaniya füzyon güc qurğularının dizaynında dünyada liderdir. 03 sentyabr 2024-cü il tarixində dərc edilmişdir https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  

2. 'Füzyon Enerjisinin çatdırılması - Enerji İstehsalı üçün Sferik Tokamak (STEP). Philosophical Transactions A-nın Kral Cəmiyyətinin temalı nəşri. 15 Avqust 26-cü il tarixində dərc edilmiş mövzu sayındakı 2024 rəydən keçmiş məqalənin hamısı. Burada mövcuddur. https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  

3. Böyük Britaniya tədqiqatçıları yeni sintez elektrik stansiyasının dizaynlarına nəzər salıblar. Elm. 4 sentyabr 2024. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

Əlaqəli məqalələr  

• Qəhvəyi Cırtdanlar (BDs): James Webb Teleskopu Ulduz kimi əmələ gələn ən kiçik obyekti müəyyən edir (5 Yanvar 2024) 

• “Fusion Ignition” dördüncü dəfə Lawrence Laboratoriyasında nümayiş etdirildi (20 dekabr 2023) 

• Fusion Ignition Reallığa çevrilir; Lourens Laboratoriyasında Enerji Qırılmasına nail olunub  (15 dekabr 2022)  

***