နျူကလီးယားပေါင်းစပ်မှု၌အဓိကအောင်မြင်မှုများကကျွန်ုပ်တို့အား 'အဆုံးမရှိ' စွမ်းအင်သို့ပိုမိုနီးကပ်လာစေခဲ့သည်

သန့်ရှင်းသောစွမ်းအင်စွမ်းအင်ဝန်ကြီးဌာနနြူကလီးယားသဘာဝပတ်ဝန်းကျင်အားမပျက်စီး

စက်တင်ဘာလ 16th, 2021

ဘေးကင်းသော၊ ချွေတာပြီး သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်နှင့် သဟဇာတဖြစ်နိုင်သော အကန့်အသတ်မရှိ စွမ်းရည်ရှိသော ရေရှည်တည်တံ့သော စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်ကို ဖန်တီးရန်။ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် လောင်စာထက် စွမ်းအင်ပိုထုတ်နိုင်သော ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုကို ဖန်တီးရန် မောင်းနှင်နေပါသည်။ ဒါကဖြစ်နိုင်ပုံရတယ်။

 

By Greg De Temmerman

Mines ParisTech-PSL မှ တွဲဖက်သုတေသီ။ Zenon Research, Mines ParisTech ၏ ဦးဆောင်ညွှန်ကြားရေးမှူး


 

Lawrence Livermore အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်း ကြေညာလိုက်ပါတယ် စွမ်းအင် 1.3 megajoules ထုတ်လုပ်ရန် အားကောင်းသော လေဆာများကို အသုံးပြု၍ နျူကလီးယား ပေါင်းစပ်မှုတွင် အဓိက အောင်မြင်မှုတစ်ခု - ရေနံစိမ်း 3 ကီလိုဂရမ်တွင်ပါရှိသော စွမ်းအင်၏ 1% ခန့်။

 

Nuclear ပေါင်းစပ်မှုကို ကာဗွန်လောင်ကျွမ်းရန် မလိုအပ်ဘဲ အားမကိုးဘဲ "အဆုံးမရှိ" ပါဝါအရင်းအမြစ်ဖြစ်သည့် အနာဂတ်၏စွမ်းအင်အဖြစ် ကာလရှည်ကြာစွာ တွေးထင်ခဲ့သည်။ သို့သော် ဆယ်စုနှစ်များစွာ သုတေသနပြုပြီးနောက်တွင် ၎င်း၏ စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ် ကတိကို ဖော်ဆောင်နိုင်ခြင်းမရှိသေးပေ။

 

ဤအောင်မြင်မှုအသစ်က ကျွန်ုပ်တို့ကို လိုချင်သောရလဒ်များဆီသို့ မည်မျှနီးကပ်စေသနည်း။ ဤသည်မှာ သိပ္ပံနည်းကျ အသစ်တိုးတက်မှုကို ရှုထောင့်တစ်ခုအဖြစ် ထည့်သွင်းရန် အကျဉ်းချုပ်ဖြစ်သည်။

 

နူကလီးယားပေါင်းစပ်မှုဆိုတာ ဘာလဲ

 

နျူကလီးယားစွမ်းအင်ကို အသုံးပြုရန် နည်းလမ်းနှစ်မျိုးရှိသည်- လက်ရှိနျူကလီးယားဓာတ်အားပေးစက်ရုံများတွင် အသုံးပြုသည့် fission နှင့် ပေါင်းစပ်မှု။

 

ဓာတ်ခွဲမှုတွင်၊ လေးလံသော ယူရေနီယမ်အက်တမ်များကို စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်ရန်အတွက် သေးငယ်သောအက်တမ်များအဖြစ်သို့ ကွဲသွားပါသည်။ Nuclear fusion သည် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်စဉ်ဖြစ်သည်- အလင်းအက်တမ်များသည် စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်ရန်အတွက် ပိုလေးသောအက်တမ်များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်၊၊ နေ၏ပလာစမာအူတိုင်အတွင်းတွင်ရှိသော တူညီသောလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။

 

ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုသည် ပါဝါတိုးမြှင့်ပေးသည်- စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လောင်စာပလာစမာကို အပူပေးရန်အတွက် လိုအပ်သည်ထက် စွမ်းအင်ပိုမိုထုတ်လုပ်ရမည် - ၎င်းကို ignition ဟုခေါ်သည်။ ဒါကို ဘယ်သူမှ မစီမံသေးပါဘူး။ လက်ရှိစံချိန်ကို United Kingdom ရှိ Joint European Torus မှ 1997 ခုနှစ်တွင် ရရှိခဲ့ပါသည်။ ဓာတ်အား ၁၆ မဂ္ဂါဝပ် ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ သံလိုက်ဓာတ်ပေါင်းစပ်မှုဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သော်လည်း စတင်ရန် ၂၃ မဂ္ဂါဝပ် လိုအပ်သည်။

 

အမေရိကန်၊ San Diego၊ DIII-D tokamak ၏ ပေါင်းစပ်ခန်းအတွင်း။ Rswilcox၊ CC BY-SA
အမေရိကန်၊ San Diego၊ DIII-D tokamak ၏ ပေါင်းစပ်ခန်းအတွင်း။ Rswilcox၊ CC BY-SA

 

နျူကလီးယားပေါင်းစပ်မှုကို ရရှိရန် ဖြစ်နိုင်ချေနည်းလမ်း နှစ်ခုရှိသည်- လောင်စာကိုချုံ့ရန်နှင့် ပေါင်းစပ်တုံ့ပြန်မှုစတင်ရန် အလွန်အစွမ်းထက်ပြီး အတိုချုံ့နိုင်သော လေဆာပဲမျိုးစုံကို အသုံးပြု၍ ပလာစမာကို အချိန်ကြာမြင့်စွာ ကန့်သတ်ရန် အားကောင်းသော သံလိုက်များကို အသုံးပြုသည့် သံလိုက်ဖြင့် ချုပ်နှောင်ထားခြင်း၊ inertial confinement၊

 

သမိုင်းကြောင်းအရ၊ အထူးသဖြင့် လေဆာရောင်ခြည်များသည် inertial fusion အတွက် လိုအပ်သောနည်းပညာကို မရရှိနိုင်သောကြောင့် သံလိုက်ပေါင်းစပ်မှုကို နှစ်သက်ခဲ့ကြသည်။ Inertial fusion သည် လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် သုံးစွဲသော စွမ်းအင်အတွက် လျော်ကြေးပေးရန် ပိုမိုမြင့်မားသော အမြတ်များ လိုအပ်ပါသည်။

 

Inertial confinement

 

အကြီးဆုံး inertial ပရောဂျက်နှစ်ခုမှာ အမေရိကန်ပြည်ထောင်စုရှိ Lawrence Livermore National Laboratory ရှိ National Ignition Facility နှင့် လေဆာ MégaJoule ပြင်သစ်တွင် လျှောက်လွှာများကို အဓိကအားဖြင့် စစ်ဘက်ဆိုင်ရာနှင့် ကာကွယ်ရေးအစီအစဉ်များဖြင့် ရန်ပုံငွေထောက်ပံ့ထားသည်။ National Ignition Facility သည် စွမ်းအင်ဆိုင်ရာ သုတေသနများကို လုပ်ဆောင်သော်လည်း စက်ရုံနှစ်ခုစလုံးသည် သုတေသနရည်ရွယ်ချက်အတွက် နျူကလီးယားပေါက်ကွဲမှုများကို အတုယူလုပ်ဆောင်ပါသည်။

 

National Ignition Facility သည် ပေါင်းစပ်တုံ့ပြန်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေရန်အတွက် စက္ကန့်အနည်းငယ်ကြာအောင် 192 megajoules စွမ်းအင် စုစုပေါင်း 1.9 megajoules ထုတ်လုပ်ပေးသည့် လေဆာရောင်ခြည် XNUMX ခုကို အသုံးပြုထားသည်။ လောင်စာဆီအား သတ္တုဆေးတောင့်အတွင်းတွင် တပ်ဆင်ထားပြီး၊ လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် အပူပေးသောအခါ လောင်စာဆီအား အပူပေးပြီး ဖိသိပ်ထားသည့် X-rays များကို ထုတ်လွှတ်သည်။

 

8 ခုနှစ် ဩဂုတ်လ 2021 ရက်နေ့တွင်၊ 1.3 megajoles ၏ အထင်ကရ စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်မှုကို အောင်မြင်ခဲ့ပြီး၊ ထိုလုပ်ငန်းစဉ်သည် inertial ချဉ်းကပ်မှုဖြင့် မှတ်တမ်းတင်ထားသမျှ အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးဖြစ်သည်- ဆိုလိုသည်မှာ၊ ကျွန်ုပ်တို့ မီးလောင်ရန် အနီးစပ်ဆုံးဖြစ်သည်။

 

0.7 ၏ အလုံးစုံ အမြတ်သည် 1997 ခုနှစ်တွင် Joint European Torus မှ သံလိုက်ဖြင့် ချုပ်နှောင်ထားခြင်းဖြင့် ရရှိသော စံချိန်နှင့် ညီမျှသော်လည်း ဤအခြေအနေတွင် လောင်စာသည် 0.25 megajoules စွမ်းအင်ကို စုပ်ယူပြီး 1.3 megajoules ထုတ်ပေးသည်- ထို့ကြောင့် ပေါင်းစပ်မှုအတွက် လိုအပ်သော အပူ၏ အစိတ်အပိုင်းကောင်းတစ်ခုကို ထုတ်ပေးပါသည်။ တုံ့ပြန်မှု၊ မီးလောင်ရာသို့ ချဉ်းကပ်ခြင်း။

 

သို့သော်လည်း စီးပွားရေးအရ ဆွဲဆောင်မှုရှိစေရန် ဓာတ်ပေါင်းဖိုတစ်ခုသည် ပိုမိုမြင့်မားသော အမြတ်အစွန်း (၁၀၀) ကျော်ကို ရရှိရမည်ဖြစ်သည်။

 

သံလိုက်ဖြင့် ချုပ်နှောင်ထားသည်။

 

သံလိုက်ဖြင့် ချုပ်နှောင်ခြင်းနည်းလမ်းသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအလားအလာများကို ကတိပေးထားပြီး ထို့ကြောင့် ယခုအချိန်အထိ စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် ဦးစားပေးလမ်းကြောင်းဖြစ်သည်။

 

သုတေသန အများစုကို အာရုံစိုက်သည်။ tokamaksပလာစမာအား ပြင်းထန်သော သံလိုက်စက်ကွင်းဖြင့် ချုပ်နှောင်ထားသည့် ၁၉၆၀ ခုနှစ်များတွင် ဆိုဗီယက်ယူနီယံတွင် ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုများ တီထွင်ခဲ့သည်။

 

ITERနိုင်ငံပေါင်း 35 နိုင်ငံပါဝင်သည့် ပြင်သစ်တောင်ပိုင်းတွင် တည်ဆောက်ဆဲ သရုပ်ပြဓာတ်ပေါင်းဖိုသည် တိုကာမက်ပုံစံကို အသုံးပြုထားသည်။ ၎င်းသည် ကမ္ဘာ့အကြီးဆုံး ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖို ဖြစ်လာမည်ဖြစ်ပြီး၊ ပလာစမာအား 10 မဂ္ဂါဝပ်ဖြင့် အပူပေးမည်ဖြစ်ပြီး 50 မဂ္ဂါဝပ် ထုတ်လုပ်နိုင်မည်ဟု ရည်မှန်းထားသည်။ ပထမပလာစမာကို 500 နှစ်ကုန်တွင်တရားဝင်မျှော်လင့်ထားပြီး 2025 ခုနှစ်နှောင်းပိုင်းတွင် ပေါင်းစပ်သရုပ်ပြခြင်းဖြင့်ယခုအခါတွင်တရားဝင်မျှော်လင့်ထားသည်။

 

UK သည် မကြာသေးမီက STEP ပရောဂျက် (လျှပ်စစ်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် လုံးပတ် Tomaak) သည် 2040 ခုနှစ်များတွင် စွမ်းအင်လိုင်းနှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်သော ဓာတ်ပေါင်းဖိုတစ်ခု တီထွင်ရန် ရည်မှန်းထားသည်။ တရုတ်ကလည်း လိုက်ရှာတယ်။ ရည်မှန်းချက်ကြီးသောအစီအစဉ် 2040 ခုနှစ်များတွင် Tritium အိုင်ဆိုတုပ်နှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ထုတ်လုပ်ရန်။ နောက်ဆုံးမှာတော့ ဥရောပမှာ နောက်ထပ်ဖွင့်ဖို့ စီစဉ်နေပါတယ်။ tokamak ဆန္ဒပြသူ၊ DEMO၊ 2050 ခုနှစ်များ။

 

ဂျာမဏီနိုင်ငံကဲ့သို့ပင် ကြယ်စင်ဟုခေါ်သော အခြားဖွဲ့စည်းပုံတစ်ခု Wendelstein-7Xအလွန်ကောင်းမွန်သောရလဒ်များကိုပြသနေသည်။ ကြယ်တာရာတင်ဆက်မှုများသည် tokamak ရရှိနိုင်သည့်ထက် နိမ့်သော်လည်း ၎င်း၏ပင်ကိုယ်တည်ငြိမ်မှုနှင့် အလားအလာရှိသော လတ်တလောရလဒ်များက ၎င်းအား လေးနက်သောရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်စေသည်။

 

ပေါင်းစပ်မှု၏အနာဂတ်

 

ဤအတောအတွင်း၊ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း ပုဂ္ဂလိကနျူကလီးယားပေါင်းစပ်စီမံကိန်းများ ကြီးထွားလာခဲ့သည်။ ၎င်းတို့ထဲမှ အများစုသည် လာမည့်ဆယ်နှစ်မှ အနှစ် ၂၀ အတွင်း ပေါင်းစပ်တုံ့ပြန်မှုကို မျှော်မှန်းကာ အတူတကွ ဆွဲဆောင်ခဲ့ကြသည်။ ရန်ပုံငွေ ဒေါ်လာ ၂ ဘီလီယံ မိရိုးဖလာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး ကဏ္ဍကို ကျော်လွန်ရန်။

 

လေ၊ နေရောင်ခြည်နှင့် နျူကလီးယားဓာတ်ခွဲမှုတို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်၍ မတူညီသော နျူကလီးယားပေါင်းစပ် ဖြန့်ကျက်မှု အခြေအနေနှစ်ခု။ ဓာတ်ပုံ credit: G De Temmerman, D Chuard, J -B. Zenon သုတေသနအတွက် Rudelle (စာရေးဆရာပေးသည်)

 

ဤအစပျိုးမှုများသည် ပေါင်းစပ်ရောက်ရှိရန် အခြားသော ဆန်းသစ်သောနည်းပညာများကို အသုံးပြုကာ လည်ပတ်နေသော ဓာတ်ပေါင်းဖိုများကို လျင်မြန်စွာ ပို့ဆောင်ပေးနိုင်သော်လည်း၊ ဓာတ်ပေါင်းဖိုများကို ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းတွင် ဖြန့်ကျက်ချထားခြင်းသည် အချိန်ယူရမည်ဖြစ်ပါသည်။

 

ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် ဤအရှိန်အဟုန်ဖြင့် လိုက်လျှောက်ပါက၊ နျူကလီးယားပေါင်းစပ်မှုသည် 1 ခုနှစ်တွင် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ စွမ်းအင်လိုအပ်ချက်၏ 2060% ခန့်အထိ ရှိလာနိုင်သည်။

 

ထို့ကြောင့် ဤအောင်မြင်မှုအသစ်သည် စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်ဖြစ်သော်လည်း၊ ပေါင်းစပ်မှုသည် ရာစု၏ဒုတိယအပိုင်းအတွက် စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်ဖြစ်လာလိမ့်မည်—အစောဆုံးတွင် မှတ်သားထားသင့်သည်။

 

ဤဆောင်းပါးကို ၂၀၂၁ ခုနှစ်သြဂုတ် ၁၄ ရက်တွင်သြစတေးလျနိုင်ငံမှထုတ်ဝေခဲ့ပြီး၎င်းနှင့်အညီပြန်လည်ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives ၄.၀ အပြည်ပြည်ဆိုင်ရာပြည်သူ့လိုင်စင်။ သင်သည်မူရင်းဆောင်းပါးကိုဖတ်နိုင်သည် ဒီမှာ ၎င်းကိုမူလတွင်ထုတ်ဝေသည်။ ပြင်သစ်။ ဤဆောင်းပါးတွင်ဖော်ပြထားသောအမြင်များသည် WorldRef မဟုတ်ဘဲစာရေးသူတစ် ဦး တည်းသာဖြစ်သည်။


 

သင်၏ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာချဲ့ထွင်မှုကိုပိုမိုလွယ်ကူစေရန်နှင့်ချွေတာရန်ကျွန်ုပ်တို့မည်သို့ပြုလုပ်နေသည်ကိုလေ့လာရန် WorldRef ၀ န်ဆောင်မှုများကိုလေ့လာပါ။

အပူစွမ်းအင်နှင့် Cogeneration | သတ္တုတွင်းနှင့်သတ္တုဓာတ် | လေထုညစ်ညမ်းမှုထိန်းချုပ်ရေး | ပစ္စည်းကိုင်တွယ်စနစ်များ | ရေနှင့်အညစ်အကြေးသန့်စင်ခြင်း |

တပတ်ရစ်စက်မှုပစ္စည်းကိရိယာများ | အပိုပစ္စည်းများ၊ | စက်မှုပစ္စည်းဝယ်ယူရေး