พลังงานความร้อนนิวเคลียร์: สถานะและแนวโน้ม

บทความนี้กล่าวถึงเหตุผลว่าทำไมจนถึงปัจจุบันฟิวชั่นนิวเคลียร์ความร้อนควบคุมยังไม่พบการใช้งานอุตสาหกรรม

เมื่อในช่วงศตวรรษที่สิบห้าการระเบิดที่ทรงพลังทำให้โลกสั่นสะเทือน ระเบิดฟิวชั่นมันดูเหมือนว่าก่อนการใช้งานที่สงบสุข พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชั่น เหลือน้อยมาก: หนึ่งหรือสองทศวรรษ มีเหตุผลสำหรับการมองโลกในแง่ดี: เพียง 10 ปีที่ผ่านมาจากช่วงเวลาที่ใช้ระเบิดปรมาณูจนกระทั่งการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

แต่งานของการเหนี่ยวรั้ง นิวเคลียร์ฟิวชัน กลายเป็นว่าซับซ้อนผิดปกติ หลายทศวรรษผ่านไปและไม่เคยได้รับพลังงานสำรองที่ไม่ จำกัด ในช่วงเวลานี้มนุษยชาติเผาทรัพยากรฟอสซิลปนเปื้อนในชั้นบรรยากาศด้วยการปล่อยและทำให้ตื่นเต้นมากเกินไปด้วยก๊าซเรือนกระจก ภัยพิบัติในเชอร์โนบิลและฟูกูชิม่า -1 พลังงานนิวเคลียร์ไม่น่าเชื่อ

อะไรทำให้เราไม่สามารถเรียนรู้กระบวนการฟิวชั่นที่มีแนวโน้มและปลอดภัยเช่นนี้ได้ซึ่งจะขจัดปัญหาการให้พลังงานแก่มนุษยชาติตลอดไป?

ในตอนแรกมันชัดเจนว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นมันจำเป็นที่จะต้องรวบรวมนิวเคลียสไฮโดรเจนอย่างแน่นหนาเพื่อให้กองกำลังนิวเคลียร์สามารถสร้างนิวเคลียสขององค์ประกอบใหม่ - ฮีเลียมด้วยการปล่อยพลังงานจำนวนมาก แต่นิวเคลียสไฮโดรเจนถูกผลักไสจากกันและกันด้วยแรงไฟฟ้า การประเมินอุณหภูมิและแรงดันที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์แสนร้อนเริ่มควบคุมแสดงให้เห็นว่าไม่มีวัสดุใดสามารถต้านทานอุณหภูมิดังกล่าวได้

ด้วยเหตุผลเดียวกันดิวเทอเรียมบริสุทธิ์ไอโซโทปของไฮโดรเจนก็ถูกปฏิเสธ หลังจากใช้เวลาไปหลายพันล้านดอลลาร์และใช้เวลาหลายทศวรรษนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถจุดระเบิดเปลวไฟทางความร้อนได้ในเวลาอันสั้น มันยังคงเรียนรู้วิธีเก็บพลาสมาของฟิวชั่นเป็นเวลานาน จำเป็นต้องย้ายจากการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เป็นการสร้างเครื่องปฏิกรณ์จริง

ในขั้นตอนนี้เป็นที่ชัดเจนว่าความพยายามและทรัพยากรของรัฐที่แยกต่างหากจะไม่เพียงพอสำหรับการก่อสร้างและการดำเนินงานของโรงงานนำร่องและโรงงานนำร่อง ในกรอบความร่วมมือระหว่างประเทศได้มีการตัดสินใจที่จะดำเนินโครงการเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ความร้อนทดลองมูลค่ากว่า 14 พันล้านเหรียญสหรัฐ

แต่ในปี 1996 สหรัฐอเมริกาหยุดการมีส่วนร่วมและดังนั้นการจัดหาเงินทุนของโครงการ บางครั้งการดำเนินการไปถึงแคนาดาญี่ปุ่นและยุโรป แต่ก็ไม่เคยมีการสร้างเครื่องปฏิกรณ์

โครงการที่สองคือระดับสากลกำลังดำเนินการในฝรั่งเศส การกักพลาสมาในระยะยาวเกิดขึ้นเนื่องจากรูปแบบพิเศษของสนามแม่เหล็ก - ในรูปแบบของขวด พื้นฐานของวิธีการนี้ถูกวางโดยนักฟิสิกส์โซเวียต เป็นครั้งแรก การติดตั้งประเภท "Tokamak" ควรให้พลังงานกับผลผลิตมากกว่าที่ใช้ไปกับการจุดติดพลาสมา

ภายในปี 2555 การติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์จะเสร็จสมบูรณ์ แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการที่ประสบความสำเร็จ บางทีความวุ่นวายทางเศรษฐกิจในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการปรับเปลี่ยนแผนการของนักวิทยาศาสตร์

ความยากลำบากในการบรรลุความหลากหลายของการควบคุม กลับกลายเป็นจำนวนมากของการเก็งกำไรและรายงานเท็จเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น "เย็น" แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่ายังไม่พบความสามารถทางกายภาพหรือกฎหมายนักวิจัยหลายคนอ้างว่ามีอยู่จริง ท้ายที่สุดแล้วเงินเดิมพันนั้นสูงเกินไป: จากรางวัลโนเบลสำหรับนักวิทยาศาสตร์ไปจนถึงการครอบงำทางการเมืองของรัฐซึ่งได้ควบคุมเทคโนโลยีดังกล่าวและเข้าถึงความอุดมสมบูรณ์ของพลังงาน

แต่ทุกข้อความดังกล่าวเกินจริงหรือเท็จอย่างตรงไปตรงมา นักวิทยาศาสตร์ที่จริงจังเกี่ยวข้องกับการมีปฏิกิริยาคล้ายกันกับความสงสัย

ความเป็นไปได้ที่แท้จริงของการควบคุมการสังเคราะห์และการเริ่มต้นของการดำเนินงานในอุตสาหกรรมของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิวเคลียร์ถูกผลักกลับไปที่กลางศตวรรษที่ 21 ภายในเวลานี้จะสามารถเลือกวัสดุที่จำเป็นและดำเนินการอย่างปลอดภัย เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์จะทำงานด้วยพลาสมาที่มีความหนาแน่นต่ำมาก ความปลอดภัยพลังงานฟิวชั่น จะสูงกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาก

การละเมิดใด ๆ ในเขตปฏิกิริยาจะ“ ดับ” เปลวไฟแสนร้อนได้ทันที แต่ไม่ควรละเลยมาตรการด้านความปลอดภัย: ความจุหน่วยของเครื่องปฏิกรณ์จะยิ่งใหญ่จนเกิดอุบัติเหตุแม้ในวงจรสกัดความร้อนสามารถนำไปสู่ผู้ประสบภัยและมลพิษทางสิ่งแวดล้อม สิ่งเดียวที่เหลืออยู่มีขนาดเล็กรอ 30-40 ปีและดูยุคแห่งความอุดมสมบูรณ์ของพลังงาน ถ้าเราอยู่รอดแน่นอน