لاحظ الفيزيائيون في الولايات المتحدة واليابان لأول مرة اندماجًا نوويًا بين البروتونات وذرات البورون 11 في بلازما محصورة مغناطيسيًا. يقولون أن النتيجة يوضح إمكانات اندماج البروتون والبورون كمصدر وفير واقتصادي للطاقة. لكن يحذر آخرون من أن الأساس العلمي لمصدر الطاقة هذا لا يزال غير مثبت إلى حد كبير وأن العقبات التقنية الضخمة تقف في طريق محطات الطاقة التجارية.
تبشر جميع أشكال الاندماج بقدرة شبه لا نهائية ونظيفة وطاقة حمل أساسية دون مشاكل الانهيار المحتمل والنفايات طويلة العمر التي تصيب الانشطار. لكن البروتون بورون (ص11ب) يجلب الاندماج بضع مزايا إضافية مقارنة بالتفاعلات الأكثر شيوعًا التي تتضمن نظائر الهيدروجين الديوتيريوم والتريتيوم.
يمكن استخراج البورون بسهولة في حين أن التريتيوم نادر على الأرض ويصعب إنتاجه صناعياً. تنتج تفاعلات البروتون والبورون أيضًا ثلاث ذرات هيليوم (جسيمات ألفا) - يمكن تحويل طاقتها من حيث المبدأ مباشرة إلى كهرباء - مع عدم توليد نيوترونات ، وبالتالي تقليل التلوث الإشعاعي لمكونات المفاعل بشكل كبير.
ومع ذلك ، فإن هذه النقاط الإضافية لها ثمن. يتطلب اندماج الديوتيريوم والتريتيوم نفسه درجات حرارة هائلة للتغلب على التنافر المتبادل للنواة - حوالي 100 مليون كلفن. لكن تفاعلات البروتون والبورون تحتاج إلى ظروف أكثر تطرفًا - حوالي 1.5 مليار كلفن.
كمؤلفي أحدث الأبحاث شرح في ورقة نشرت في طبيعة الاتصالاتفكلما ارتفعت درجة حرارة البلازما ، كلما زادت الطاقة التي يتم إشعاعها بعيدًا في شكل إشعاع السنكروترون و bremsstrahlung. ويشيرون إلى أن هذا يجعل من الصعب توليد المزيد من الطاقة من خلال تفاعلات الاندماج أكثر مما هو مطلوب لتشغيل مفاعل - وهي مشكلة كبيرة عندما يكون من المحتمل أن يحتاج المصنع التجاري إلى زيادة في الطاقة لا تقل عن 50 للتغلب على أوجه القصور في توليد الطاقة عملية.
تم تنفيذ العمل الجديد بواسطة ريتشارد ماجي وزملاؤه في شركة الانصهار في كاليفورنيا تقنيات TAE مع العلماء في المعهد الوطني لعلوم الاندماج في توكي ، اليابان. أجرى الباحثون تجاربهم على الجهاز الحلزوني الكبير (LHD) التابع للمعهد ، وهو جهاز نجمي مزود بوقود الاندماج الضروري الموجود بالفعل - يتم إطلاق البروتونات في شكل حزم محايدة عالية الطاقة بينما يتم حقن مسحوق البورون في البلازما للمساعدة في تقليل الشوائب.
قدمت TAE الكاشف ، الذي يعتمد على أشباه الموصلات السيليكونية المستنفدة جزئيًا والتي تولد تيارًا عندما تصطدم بجسيمات ألفا. تم تصميمه لتجنب التسجيل الخاطئ للإشارات من الأشعة السينية وإشعاعات البلازما الأخرى عن طريق الانحراف بزاوية بعيدًا عن البلازما الأساسية وتوجيه جسيمات ألفا المشحونة إليها بواسطة المجال المغناطيسي الكبير لـ LHD.
أجرى الباحثون عشرات الطلقات التجريبية في فبراير من العام الماضي. لاحظوا تفاعلات الاندماج من خلال مقارنة الإشارة الموجودة على كاشفهم قبل وبعد تشغيل الحزم المحايدة بالإضافة إلى تنفيذ بعض اللقطات بدون مسحوق البورون. فقط عندما يكون لديهم كل من الحزم المحايدة ومسحوق البورون ، حصلوا على قفزة في الإنتاج - أخبرتهم القيمة الدقيقة أنهم ينتجون حوالي 1012 تفاعلات الاندماج في الثانية ، والتي تتفق مع المحاكاة الحاسوبية.
التحديات المقبلة
هذا ليس أول عرض على اندماج البروتون والبورون - فقد لاحظه العلماء سابقًا باستخدام مسرعات الجسيمات والليزر القوي. لكن التعاون الأمريكي الياباني يجادل بأنه من المهم دراسة التفاعل حيث سيتم استغلاله في النهاية - داخل بلازما نووية حرارية محصورة مغناطيسيًا. يقر الباحثون بأن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به ، لكنهم واثقون من أن TAE ستحقق زيادة في الطاقة في أحد أجهزتها.
في الواقع ، تدعي TAE أنها في طريقها إلى طاقة الاندماج التجارية. قامت الشركة ببناء سلسلة من المفاعلات المتطورة بشكل متزايد لاستكشاف اندماج التكوين المعكوس للحقل ، والذي يتضمن إطلاق نبضات من البلازما في غرفة وتثبيتها في مكانها مغناطيسيًا عن طريق تدويرها. لم يُظهر أي من الأجهزة حتى الآن اندماج البروتون والبورون - مفاعلها الحالي "نورمان" الذي يستخدم بلازما الهيدروجين - لكن الشركة تقول إنها تنوي إرسال الكهرباء إلى الشبكة من محطة طاقة تجريبية من البروتون والبورون بحلول أوائل العقد الثالث من القرن الحالي.
يشعل معلم الإشعال في منشأة الإشعال الوطنية دفعة جديدة للانصهار بالليزر
بيتر نوريسيقول عالم فيزياء البلازما بجامعة أكسفورد في المملكة المتحدة ، إن الباحثين قاموا "بعمل جيد" في تجاربهم. لكنه يجادل بأن اندماج البروتون والبورون لا يزال بعيدًا عن منافسة تفاعلات الديوتيريوم والتريتيوم. أحد المضاعفات المحتملة ، كما يقول ، هو الحاجة إلى أوصاف نسبية لديناميات البلازما في درجات الحرارة العالية هذه. ويعتقد أيضًا أنه من المحتمل أن يؤدي إشعاع بريمستراهلونغ إلى إضعاف حبس البلازما عن طريق تآكل الأسطح الداخلية للمفاعل.
العلماء في كونسورتيوم EUROfusion في Garching ، ألمانيا ، يخضعون أيضًا للحراسة. أخبر توني دوني وهارتموت زوم وفولكر ناولين عالم الفيزياء أن معدل التفاعل المرصود في التجارب الأخيرة هو حوالي عشر مرات من الحجم أصغر من أن يكون مفيدًا لطاقة الاندماج (مع مراعاة كثافة الطاقة المنخفضة للبروتون والبورون).
لديهم "شكوك قوية" في أنه سيكون من الممكن تحقيق المكاسب اللازمة لتوليد الطاقة التجارية ، ويحذرون من أن إشعاع bremsstrahlung يمكن أن يكون في الواقع قويًا لدرجة أنه يتجاوز الطاقة اللازمة لتسخين البلازما والتحكم فيها - مما يتسبب في جعل البلازما ينهار.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :يكون
- 1
- 100
- a
- من نحن
- AC
- المعجلات
- حسابي
- التأهيل
- نقر
- إضافي
- بعد
- ألفا
- سابقا
- و
- هي
- يجادل
- حول
- AS
- At
- الكتاب
- أساس
- BE
- قبل
- يجري
- ما بين
- مليار
- يجلب
- بنيت
- by
- CAN
- تحمل
- مما تسبب في
- غرفة
- متهم
- مطالبات
- للاتعاون
- انهيار
- الزملاء
- تأتي
- تجاري
- حول الشركة
- مقارنة
- مقارنة
- مكونات
- الكمبيوتر
- الشروط
- واثق
- الاعداد
- جمعية
- مراقبة
- تحويلها
- جوهر
- استطاع
- زوجان
- حالياًّ
- التاريخ
- تظاهر
- يوضح
- كثافة
- جهاز
- الأجهزة
- فعل
- صعبة
- مباشرة
- دزينة
- دينامية
- في وقت مبكر
- أرض
- بسهولة
- كهرباء
- طاقة
- ضخم
- EVER
- يتجاوز
- استغلال
- اكتشف
- أقصى
- تسهيل
- فبراير
- حقل
- نهاية
- اطلاق النار
- شركة
- الاسم الأول
- لأول مرة
- في حالة
- النموذج المرفق
- أشكال
- جديد
- تبدأ من
- وقود
- انصهار
- ربح
- الرأس مالية
- توليد
- توليد
- جيل
- ألمانيا
- دولار فقط واحصل على خصم XNUMX% على جميع
- شبكة
- يملك
- وجود
- الهليوم
- مساعدة
- مرتفع
- أعلى
- عقد
- عقد
- HTTPS
- ضخم
- العقبات
- الهدرجة
- اشتعال
- صورة
- أهمية
- in
- على نحو متزايد
- معلومات
- معهد
- تعتزم
- قضية
- IT
- انها
- نفسها
- اليابان
- اليابان
- JPG
- قفز
- كبير
- إلى حد كبير
- الليزر
- الليزر
- اسم العائلة
- العام الماضي
- آخر
- على الأرجح
- لا حد له
- منخفض
- صنع
- حقل مغناطيسي
- التيار
- رائد
- يصنع
- ماكس العرض
- الانهيار
- معلم
- مليون
- عقل
- الأكثر من ذلك
- متبادل
- محليات
- الطبيعة
- قرب
- ضروري
- حاجة
- بحاجة
- إحتياجات
- متعدد
- النيوترونات
- جديد
- نووي
- الاندماج النووي
- of
- on
- ONE
- الطلبات
- أخرى
- أخرى
- الناتج
- تغلب
- أكسفورد
- ورق
- جسيم
- يمر
- فيزياء
- طيار
- المكان
- طاعون
- النباتات
- لحام بلازما
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- المزيد
- البوينت
- نقاط
- ممكن
- محتمل
- قوة
- محطات توليد الطاقة
- قوي
- سابقا
- السعر
- مبدأ
- المشكلة
- مشاكل
- عملية المعالجة
- إنتاج
- وعد
- البروتونات
- المقدمة
- نشرت
- دفع
- إشعاع
- نادر
- معدل
- رد فعل
- ردود الفعل
- تخفيض
- تقليص
- تسجيل
- بقايا
- يتطلب
- بحث
- الباحثين
- ريتشارد
- غرفة
- يقول
- علوم
- العلماء
- الثاني
- أشباه الموصلات
- مسلسلات
- عدة
- سيجنل
- إشارات
- السيليكون
- صغير
- So
- بعض
- متطور
- مصدر
- الشرر
- موقف
- لا يزال
- قوي
- دراسة
- جوهريا
- هذه
- مع الأخذ
- فريق
- تقني
- التكنولوجيا
- عشرة
- أن
- •
- المملكة المتحدة
- من مشاركة
- منهم
- وبالتالي
- يعتقد
- ثلاثة
- عبر
- صورة مصغرة
- الوقت
- إلى
- سويا
- توني
- جدا
- صحيح
- تحول
- Uk
- في النهاية
- جامعة
- جامعة أكسفورد
- us
- عادة
- قيمنا
- نفاية
- طريق..
- حسن
- التي
- في حين
- سوف
- مع
- بدون
- للعمل
- سوف
- عام
- زفيرنت