ប្រតិកម្មនៃការលាយបញ្ចូលគ្នាមានដូចខាងក្រោម៖ ស្នូលអាតូមិកពីរឬច្រើនត្រូវបានគេយក ហើយជាមួយនឹងការអនុវត្តនៃកម្លាំងជាក់លាក់មួយ ពួកវាចូលទៅជិតខ្លាំង ដែលកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅចម្ងាយបែបនេះបានយកឈ្នះលើកម្លាំងច្រានចោលរបស់ Coulomb រវាងស្នូលដែលមានបន្ទុកស្មើគ្នា ដែលជាលទ្ធផលនៃ ដែលស្នូលថ្មីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង។ វានឹងមានម៉ាស់តូចជាងផលបូកនៃម៉ាស់នៃស្នូលដើម ហើយភាពខុសគ្នានឹងក្លាយទៅជាថាមពលដែលត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ បរិមាណថាមពលដែលបានបញ្ចេញត្រូវបានពិពណ៌នាដោយរូបមន្តល្បី E=mc²។ នុយក្លេអ៊ែអាតូមដែលស្រាលជាង ងាយនាំទៅចម្ងាយត្រឹមត្រូវ ដូច្នេះអ៊ីដ្រូសែន - ធាតុដែលមានច្រើនបំផុតនៅក្នុងសកលលោក - គឺជាឥន្ធនៈដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ចូលគ្នា។
វាត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលថាល្បាយនៃអ៊ីសូតូបពីរនៃអ៊ីដ្រូសែន deuterium និង tritium ត្រូវការថាមពលតិចបំផុតសម្រាប់ប្រតិកម្មលាយធៀបនឹងថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាល្បាយនៃ deuterium និង tritium (D-T) គឺជាប្រធានបទនៃការស្រាវជ្រាវការលាយបញ្ចូលគ្នាភាគច្រើនក៏ដោយ វាមិនមែនជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ដែលមានសក្តានុពលនោះទេ។ ល្បាយផ្សេងទៀតអាចកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការផលិត។ ប្រតិកម្មរបស់ពួកវាអាចគ្រប់គ្រងបានប្រសើរជាងមុន ឬសំខាន់ជាងនេះទៅទៀត ផលិតនឺត្រុងតិច។ ការចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសគឺប្រតិកម្ម "Neutronless" ចាប់តាំងពីការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មប្រកបដោយជោគជ័យនៃឥន្ធនៈបែបនេះនឹងមានន័យថាអវត្តមាននៃការចម្លងរោគវិទ្យុសកម្មរយៈពេលយូរនៃវត្ថុធាតុដើមនិងការរចនានៃរ៉េអាក់ទ័រដែលអាចជះឥទ្ធិពលជាវិជ្ជមានដល់មតិសាធារណៈ។ និងការចំណាយសរុបនៃប្រតិបត្តិការម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ កាត់បន្ថយការចំណាយយ៉ាងខ្លាំងក្នុងការរំសាយវាចោល។ បញ្ហានៅតែមានថា ប្រតិកម្មលាយឡំដោយប្រើឥន្ធនៈជំនួសគឺពិបាកជាងក្នុងការថែរក្សា ដូច្នេះប្រតិកម្ម D-T ត្រូវបានចាត់ទុកថាគ្រាន់តែជាជំហានដំបូងចាំបាច់ប៉ុណ្ណោះ។
គ្រោងការណ៍នៃប្រតិកម្ម deuterium-tritium
ការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងអាចប្រើប្រភេទផ្សេងៗនៃប្រតិកម្ម thermonuclear អាស្រ័យលើប្រភេទឥន្ធនៈដែលបានប្រើ។
ប្រតិកម្ម Deuterium + Tritium (ឥន្ធនៈ D-T)
ប្រតិកម្មដែលងាយអនុវត្តបំផុតគឺ deuterium + tritium៖
2 H + 3 H = 4 He + n នៅទិន្នផលថាមពល 17.6 MeV (MeV)
ប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានអនុវត្តយ៉ាងងាយស្រួលបំផុតតាមទស្សនៈនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើប ផ្តល់ទិន្នផលថាមពលយ៉ាងសំខាន់ ហើយសមាសធាតុឥន្ធនៈមានតម្លៃថោក។ គុណវិបត្តិរបស់វាគឺការបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មនឺត្រុងដែលមិនចង់បាន។
ស្នូលពីរ៖ deuterium និង tritium fuse ដើម្បីបង្កើតជា nucleus helium (alpha particle) និង neutron ថាមពលខ្ពស់។
²H + ³ គាត់ = 4 គាត់ + . នៅទិន្នផលថាមពល 18.4 MeV
លក្ខខណ្ឌសម្រាប់ការសម្រេចបានវាកាន់តែស្មុគស្មាញ។ Helium-3 ក៏ជាអ៊ីសូតូបដ៏កម្រ និងថ្លៃបំផុតផងដែរ។ បច្ចុប្បន្ននេះ វាមិនត្រូវបានផលិតនៅលើខ្នាតឧស្សាហកម្មទេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាអាចទទួលបានពីទ្រីទីយ៉ូម ដែលទទួលបាននៅក្នុងវេននៅរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។
ភាពស្មុគស្មាញនៃប្រតិកម្ម thermonuclear អាចត្រូវបានកំណត់ដោយផលិតផលបីដងនៃ nTt (ដង់ស៊ីតេដងសីតុណ្ហភាពពេលវេលាបង្ខាំង) ។ យោងតាមប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះប្រតិកម្ម D-3He គឺពិបាកជាង D-T ប្រហែល 100 ដង។
ប្រតិកម្មរវាងស្នូល deuterium (D-D, monopropellant)
ប្រតិកម្មរវាងស្នូល deuterium ក៏អាចកើតមានដែរ វាពិបាកជាងប្រតិកម្មដែលទាក់ទងនឹងអេលីយ៉ូម-៣៖
ជាលទ្ធផល បន្ថែមពីលើប្រតិកម្មចម្បងនៅក្នុង DD-plasma ខាងក្រោមនេះក៏កើតឡើងផងដែរ៖
ប្រតិកម្មទាំងនេះដំណើរការយឺតៗស្របគ្នាជាមួយនឹងប្រតិកម្ម deuterium + helium-3 ហើយ tritium និង helium-3 ដែលបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលពួកវាទំនងជាមានប្រតិកម្មភ្លាមៗជាមួយនឹង deuterium ។
ប្រភេទផ្សេងទៀតនៃប្រតិកម្ម
ប្រតិកម្មជាច្រើនប្រភេទផ្សេងទៀតក៏អាចធ្វើទៅបានដែរ។ ជម្រើសនៃឥន្ធនៈអាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើន - ភាពអាចរកបានរបស់វានិងតម្លៃទាបទិន្នផលថាមពលភាពងាយស្រួលនៃការសម្រេចបាននូវលក្ខខណ្ឌដែលត្រូវការសម្រាប់ប្រតិកម្មលាយ (សីតុណ្ហភាពជាចម្បង) លក្ខណៈរចនាចាំបាច់នៃរ៉េអាក់ទ័រជាដើម។
ប្រតិកម្ម "Neutronless"
អ្វីដែលគេហៅថាជោគជ័យបំផុត។ ប្រតិកម្ម "គ្មាននឺត្រុង" ចាប់តាំងពីលំហូរនឺត្រុងដែលបង្កើតដោយការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែ (ឧទាហរណ៍នៅក្នុងប្រតិកម្ម deuterium-tritium) ដកផ្នែកសំខាន់នៃថាមពល និងបង្កើតវិទ្យុសកម្មដែលបង្កឡើងក្នុងការរចនារ៉េអាក់ទ័រ។ ប្រតិកម្ម deuterium-helium-3 មានការសន្យាផងដែរដោយសារតែការខ្វះទិន្នផលនឺត្រុង។
លក្ខខណ្ឌ
ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរនៃលីចូម -៦ ជាមួយនឹង deuterium 6 Li(d,α)α
CTS គឺអាចធ្វើទៅបានជាមួយនឹងការបំពេញក្នុងពេលដំណាលគ្នានៃលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យពីរ៖
- សីតុណ្ហភាពប្លាស្មា៖
- ការអនុលោមតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson៖
តើដង់ស៊ីតេប្លាស្មាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅឯណា និងជាពេលវេលាបង្ខាំងប្លាស្មានៅក្នុងប្រព័ន្ធ។
វាអាស្រ័យលើតម្លៃនៃលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យទាំងពីរនេះ ដែលអត្រានៃប្រតិកម្ម thermonuclear ជាក់លាក់មួយអាស្រ័យជាចម្បង។
នាពេលបច្ចុប្បន្ន ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែដែលគ្រប់គ្រងមិនទាន់ត្រូវបានអនុវត្តនៅលើខ្នាតឧស្សាហកម្មនៅឡើយ។ ការសាងសង់រ៉េអាក់ទ័រស្រាវជ្រាវអន្តរជាតិ ITER គឺស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដំបូងរបស់ខ្លួន។
ថាមពលកម្ដៅ និងអេលីយ៉ូម-៣
ទុនបំរុង Helium-3 នៅលើផែនដីមានចាប់ពី 500 គីឡូក្រាមដល់ 1 តោន ប៉ុន្តែនៅលើព្រះច័ន្ទវាមានបរិមាណសំខាន់ៗ: រហូតដល់ 10 លានតោន (តាមការប៉ាន់ស្មានតិចតួចបំផុត - 500 ពាន់តោន) ។ បច្ចុប្បន្ននេះប្រតិកម្ម thermonuclear ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងត្រូវបានអនុវត្តដោយការលាយបញ្ចូលគ្នានៃ deuterium ²H និង tritium ³H ជាមួយនឹងការបញ្ចេញ helium-4 4 He និងនឺត្រុង "លឿន" n:
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយក្នុងករណីនេះភាគច្រើន (ច្រើនជាង 80%) នៃថាមពល kinetic ដែលត្រូវបានបញ្ចេញធ្លាក់យ៉ាងជាក់លាក់នៅលើនឺត្រុង។ ជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចនៃបំណែកជាមួយអាតូមផ្សេងទៀតថាមពលនេះត្រូវបានបម្លែងទៅជាថាមពលកម្ដៅ។ លើសពីនេះ នឺត្រុងហ្វាយបង្កើតនូវបរិមាណដ៏ច្រើននៃកាកសំណល់វិទ្យុសកម្ម។ ផ្ទុយទៅវិញ ការសំយោគ deuterium និង helium-3 ³ គាត់មិនផលិត (ស្ទើរតែ) ផលិតផលវិទ្យុសកម្មទេ៖
កន្លែងដែល p ជាប្រូតុង
នេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធសាមញ្ញ និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុនសម្រាប់ការបំប្លែងប្រតិកម្ម kinetic fusion ដូចជាម៉ាស៊ីនបង្កើត magnetohydrodynamic ។
ការរចនារ៉េអាក់ទ័រ
គ្រោងការណ៍សំខាន់ពីរសម្រាប់ការអនុវត្តការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែដែលគ្រប់គ្រងត្រូវបានពិចារណា។
ការសិក្សាអំពីរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ប្រភេទទី 1 គឺមានការអភិវឌ្ឍន៍ជាងប្រភេទទីពីរ។ នៅក្នុងរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែ ក្នុងការសិក្សាអំពីការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear អន្ទាក់ម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្ទុកប្លាស្មាក្នុងបរិមាណជាក់លាក់មួយ។ អន្ទាក់ម៉ាញេទិកត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីរក្សាប្លាស្មាពីការប៉ះនឹងធាតុនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ពោលគឺឧ។ ប្រើជាចម្បងជាអ៊ីសូឡង់កំដៅ។ គោលការណ៍នៃការបង្ខាំងគឺផ្អែកលើអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិក ពោលគឺនៅលើការបង្វិលនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជុំវិញខ្សែដែនម៉ាញេទិក។ ជាអកុសល ប្លាស្មាម៉ាញេទិកមិនស្ថិតស្ថេរ ហើយមានទំនោរចាកចេញពីដែនម៉ាញេទិក។ ដូច្នេះដើម្បីបង្កើតអន្ទាក់ម៉ាញេទិកដ៏មានប្រសិទ្ធភាព អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលមានថាមពលខ្លាំងបំផុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ ដែលប្រើប្រាស់ថាមពលយ៉ាងច្រើន។
វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយទំហំនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ប្រសិនបើវិធីសាស្រ្តបីនៃការបង្កើតប្រតិកម្ម thermonuclear ត្រូវបានប្រើក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងវា។
ក. ការសំយោគអសកម្ម។ បំភាយគ្រាប់តូចៗនៃឥន្ធនៈ deuterium-tritium ជាមួយនឹងឡាស៊ែរ 500 លានលានវ៉ាត់: 5 ។ 10^14 វ៉។ ជីពចរឡាស៊ែររយៈពេលខ្លីដ៏ធំនេះនៃ 10^-8 s បណ្តាលឱ្យសំបកឥន្ធនៈផ្ទុះ ដែលបណ្តាលឱ្យមានផ្កាយខ្នាតតូចមួយក្នុងរយៈពេលមួយវិនាទី។ ប៉ុន្តែប្រតិកម្ម thermonuclear មិនអាចសម្រេចបាននៅលើវា។
ខ. ក្នុងពេលដំណាលគ្នាប្រើ Z-machine ជាមួយ Tokamak ។
ម៉ាស៊ីន Z ដំណើរការខុសពីឡាស៊ែរ។ វាឆ្លងកាត់បណ្តាញនៃខ្សភ្លើងស្តើងបំផុតនៅជុំវិញកន្សោមប្រេងឥន្ធនៈដែលជាបន្ទុកដែលមានថាមពលកន្លះលានលានវ៉ាត់ 5. 10 ^ 11 វ៉ាត់។
បន្ទាប់មករឿងដដែលនេះកើតឡើងដូចនឹងឡាស៊ែរដែរ៖ ជាលទ្ធផលនៃផលប៉ះពាល់ Z ផ្កាយមួយត្រូវបានទទួល។ កំឡុងពេលធ្វើតេស្តលើម៉ាស៊ីន Z វាអាចទៅរួចរួចហើយដើម្បីចាប់ផ្តើមប្រតិកម្មបញ្ចូលគ្នា។ http://www.sandia.gov/media/z290.htmគ្របដណ្តប់សំបកដោយប្រាក់ ហើយភ្ជាប់ជាមួយខ្សែស្រឡាយប្រាក់ ឬក្រាហ្វីត។ ដំណើរការបញ្ឆេះមើលទៅដូចនេះ៖ បាញ់ខ្សែស្រឡាយមួយ (ភ្ជាប់ទៅនឹងក្រុមបាល់ប្រាក់ដែលមានល្បាយនៃ deuterium និង tritium) ចូលទៅក្នុងបន្ទប់ខ្វះចន្លោះ។ កំឡុងពេលបែកខ្ញែក (ការហូរចេញ) បង្កើតជាបណ្តាញរន្ទះតាមរយៈពួកវា អនុវត្តចរន្តតាមរយៈប្លាស្មា។ ក្នុងពេលដំណាលគ្នា irradiate capsules និងប្លាស្មាជាមួយនឹងវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរ។ ហើយនៅពេលជាមួយគ្នាឬមុននេះបើក tokamak ។ ប្រើដំណើរការកំដៅប្លាស្មាចំនួនបីក្នុងពេលតែមួយ។ នោះគឺដាក់ម៉ាស៊ីន Z និងកំដៅឡាស៊ែររួមគ្នានៅខាងក្នុងតូម៉ាម៉ាក់។ វាប្រហែលជាអាចបង្កើតសៀគ្វីលំយោលពីឧបករណ៏ Tokamak និងរៀបចំ resonance ។ បន្ទាប់មកវានឹងដំណើរការក្នុងរបៀបលំយោលសន្សំសំចៃ។
វដ្តឥន្ធនៈ
រ៉េអាក់ទ័រជំនាន់ទី 1 ទំនងជាដំណើរការលើល្បាយនៃ deuterium និង tritium ។ នឺត្រុងដែលលេចឡើងក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនឹងត្រូវបានស្រូបយកដោយខែលរបស់រ៉េអាក់ទ័រ ហើយកំដៅដែលបានបញ្ចេញនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីកំដៅ coolant នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកំដៅ ហើយថាមពលនេះនឹងត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបង្វិលម៉ាស៊ីនភ្លើង។
. .ប្រតិកម្មជាមួយ Li6 គឺ exothermic ដោយផ្តល់ថាមពលតិចតួចសម្រាប់រ៉េអាក់ទ័រ។ ប្រតិកម្មជាមួយ Li7 គឺ endothermic - ប៉ុន្តែមិនប្រើប្រាស់នឺត្រុងទេ។ យ៉ាងហោចណាស់មានប្រតិកម្ម Li7 មួយចំនួនដែលត្រូវការដើម្បីជំនួសនឺត្រុងដែលបាត់បង់ក្នុងប្រតិកម្មជាមួយធាតុផ្សេងទៀត។ ការរចនារ៉េអាក់ទ័រភាគច្រើនប្រើល្បាយធម្មជាតិនៃអ៊ីសូតូបលីចូម។
ឥន្ធនៈនេះមានគុណវិបត្តិមួយចំនួន៖
ប្រតិកម្មបង្កើតបរិមាណនឺត្រុងយ៉ាងសំខាន់ ដែលធ្វើឲ្យសកម្ម (វិទ្យុសកម្មឆ្លង) រ៉េអាក់ទ័រ និងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកំដៅ។ វិធានការនានាក៏ត្រូវបានទាមទារផងដែរ ដើម្បីការពារប្រឆាំងនឹងប្រភពដែលអាចកើតមាននៃសារធាតុ tritium វិទ្យុសកម្ម។
មានតែប្រហែល 20% នៃថាមពលលាយបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងទម្រង់នៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ (នៅសល់គឺនឺត្រុង) ដែលកំណត់លទ្ធភាពនៃការបំប្លែងដោយផ្ទាល់នៃថាមពលលាយទៅជាអគ្គិសនី។ ការប្រើប្រាស់ប្រតិកម្ម D-T អាស្រ័យលើទុនបម្រុងលីចូមដែលមានដែលមានទំហំតូចជាងទុនបម្រុង deuterium ។ ការប៉ះពាល់នឺត្រុងហ្វាលក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម D-T គឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ដែលបន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្តស៊េរីដំបូងនៅ JET ដែលជារ៉េអាក់ទ័រដ៏ធំបំផុតរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្នដោយប្រើប្រាស់ឥន្ធនៈនេះ រ៉េអាក់ទ័របានក្លាយជាវិទ្យុសកម្មខ្លាំង ដែលប្រព័ន្ធថែទាំពីចម្ងាយរបស់មនុស្សយន្តត្រូវតែបន្ថែមដើម្បីបញ្ចប់វដ្តនៃការធ្វើតេស្តប្រចាំឆ្នាំ។ .
តាមទ្រឹស្តី មានប្រភេទឥន្ធនៈជំនួសដែលមិនមានគុណវិបត្តិទាំងនេះ។ ប៉ុន្តែការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេត្រូវបានរារាំងដោយការកំណត់រាងកាយជាមូលដ្ឋាន។ ដើម្បីទទួលបានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ពីប្រតិកម្មនៃការលាយបញ្ចូលគ្នា វាចាំបាច់ក្នុងការរក្សាប្លាស្មាក្រាស់គ្រប់គ្រាន់នៅសីតុណ្ហភាពលាយ (10 8 K) សម្រាប់ពេលជាក់លាក់មួយ។ ទិដ្ឋភាពជាមូលដ្ឋាននៃការសំយោគនេះត្រូវបានពិពណ៌នាដោយផលិតផលនៃដង់ស៊ីតេប្លាស្មា, n និងពេលវេលា τ នៃមាតិកាប្លាស្មាដែលគេឱ្យឈ្មោះថា ដែលត្រូវបានទាមទារដើម្បីឈានដល់ចំណុចលំនឹង។ ផលិតផល, nτ, អាស្រ័យលើប្រភេទឥន្ធនៈនិងជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាពប្លាស្មា។ នៃឥន្ធនៈគ្រប់ប្រភេទ ល្បាយ deuterium-tritium ទាមទារតម្លៃទាបបំផុតនៃ nτ ដោយយ៉ាងហោចណាស់លំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ និងសីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មទាបបំផុតយ៉ាងហោចណាស់ 5 ដង។ ដូច្នេះ ប្រតិកម្ម D-T គឺជាជំហានដំបូងចាំបាច់ ប៉ុន្តែការប្រើប្រាស់ឥន្ធនៈផ្សេងទៀតនៅតែជាគោលដៅស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់។
ប្រតិកម្មលាយជាប្រភពថាមពលឧស្សាហកម្ម
ថាមពល Fusion ត្រូវបានអ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនចាត់ទុកថាជាប្រភពថាមពល "ធម្មជាតិ" ក្នុងរយៈពេលវែង។ អ្នកគាំទ្រនៃការប្រើប្រាស់ជាពាណិជ្ជកម្មនៃរ៉េអាក់ទ័រលាយបញ្ចូលគ្នាសម្រាប់ការផលិតថាមពលធ្វើឱ្យមានអំណះអំណាងដូចខាងក្រោមជាការពេញចិត្តរបស់ពួកគេ:
- ទុនបម្រុងឥន្ធនៈស្ទើរតែមិនអាចខ្វះបាន (អ៊ីដ្រូសែន)
- ឥន្ធនៈអាចត្រូវបានចម្រាញ់ចេញពីទឹកសមុទ្រនៅតាមឆ្នេរសមុទ្រណាមួយនៃពិភពលោក ដែលធ្វើឱ្យប្រទេសមួយឬមួយក្រុមមិនអាចផ្តាច់មុខលើឥន្ធនៈបាន។
- ភាពមិនអាចទៅរួចនៃប្រតិកម្មលាយបញ្ចូលគ្នាដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន។
- មិនមានផលិតផលចំហេះទេ។
- មិនចាំបាច់ប្រើសម្ភារៈដែលអាចប្រើដើម្បីផលិតអាវុធនុយក្លេអែរឡើយ ដូច្នេះហើយការលុបបំបាត់ករណីនៃការបំផ្លិចបំផ្លាញ និងអំពើភេរវកម្ម។
- បើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ បរិមាណសំណល់វិទ្យុសកម្មដែលធ្វេសប្រហែស ត្រូវបានផលិតដោយមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលខ្លី។
- ថង់ដែលពោរពេញដោយ deuterium ត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថាអាចផលិតបានស្មើនឹងធ្យូងថ្ម 20 តោន។ បឹងទំហំមធ្យមអាចផ្តល់ថាមពលដល់ប្រទេសណាក៏បានរាប់រយឆ្នាំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយគួរកត់សំគាល់ថារ៉េអាក់ទ័រស្រាវជ្រាវដែលមានស្រាប់ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រតិកម្ម deuterium-tritium (DT) ផ្ទាល់ដែលវដ្តឥន្ធនៈរបស់វាទាមទារការប្រើប្រាស់លីចូមដើម្បីផលិត tritium ខណៈដែលការទាមទារថាមពលដែលមិនអាចខ្វះបានគឺសំដៅទៅលើការប្រើប្រាស់ deuterium-deuterium ។ ប្រតិកម្ម (DD) នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រជំនាន់ទីពីរ។
- ដូចទៅនឹងប្រតិកម្មប្រេះស្រាំដែរ ប្រតិកម្មផ្សំមិនបង្កើតបរិយាកាសនៃកាបូនឌីអុកស៊ីត ដែលជាកត្តារួមចំណែកដ៏សំខាន់ដល់ការឡើងកំដៅផែនដី។ នេះគឺជាអត្ថប្រយោជន៍ដ៏សំខាន់មួយ ដោយហេតុថាការប្រើប្រាស់ឥន្ធនៈហ្វូស៊ីលសម្រាប់ផលិតអគ្គិសនីមានឥទ្ធិពល ដែលឧទាហរណ៍ សហរដ្ឋអាមេរិកផលិតឧស្ម័នកាបូនិក 29 គីឡូក្រាម (មួយក្នុងចំណោមឧស្ម័នសំខាន់ៗដែលអាចចាត់ទុកថាជាមូលហេតុនៃការឡើងកំដៅផែនដី) ក្នុងមួយប្រជាជនអាមេរិក។ ក្នុងមួយថ្ងៃ។
តម្លៃអគ្គិសនីធៀបនឹងប្រភពប្រពៃណី
អ្នករិះគន់ចង្អុលបង្ហាញថាសំណួរនៃលទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ចនៃការប្រើប្រាស់នុយក្លេអ៊ែរដើម្បីផលិតអគ្គិសនីនៅតែបើកចំហ។ ការសិក្សាដូចគ្នានេះ ត្រូវបានចាត់តាំងដោយការិយាល័យសិទ្ធិវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យានៃសភាអង់គ្លេស បង្ហាញថា ថ្លៃដើមផលិតអគ្គិសនីដោយប្រើរ៉េអាក់ទ័រ fusion ទំនងជាស្ថិតនៅកំពូលនៃវិសាលគមថ្លៃដើមសម្រាប់ប្រភពថាមពលធម្មតា។ ភាគច្រើននឹងពឹងផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យា រចនាសម្ព័ន្ធ និងបទប្បញ្ញត្តិនៃទីផ្សារនាពេលអនាគត។ តម្លៃអគ្គិសនីដោយផ្ទាល់អាស្រ័យទៅលើប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ រយៈពេលនៃប្រតិបត្តិការ និងតម្លៃនៃការផ្តាច់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ។ អ្នករិះគន់នៃការប្រើប្រាស់ថាមពលចម្រុះពាណិជ្ជកម្មបដិសេធថា ឥន្ធនៈអ៊ីដ្រូកាបូនត្រូវបានឧបត្ថម្ភធនយ៉ាងច្រើនដោយរដ្ឋាភិបាល ទាំងដោយផ្ទាល់ និងដោយប្រយោល ដូចជាការប្រើប្រាស់កងកម្លាំងប្រដាប់អាវុធដើម្បីធានាការផ្គត់ផ្គង់ដែលមិនមានការរំខាន សង្គ្រាមនៅក្នុងប្រទេសអ៊ីរ៉ាក់តែងតែត្រូវបានលើកឡើងជាឧទាហរណ៍ដ៏ចម្រូងចម្រាសនៃ វិធីសាស្រ្តនៃការឧបត្ថម្ភធននេះ។ គណនេយ្យសម្រាប់ការឧបត្ថម្ភធនដោយប្រយោលបែបនេះគឺស្មុគស្មាញណាស់ ហើយធ្វើឱ្យការប្រៀបធៀបការចំណាយត្រឹមត្រូវស្ទើរតែមិនអាចទៅរួចទេ។
ក៏មានសំណួរអំពីតម្លៃនៃការស្រាវជ្រាវផងដែរ។ ប្រទេសនៃសហគមន៍អ៊ឺរ៉ុបចំណាយប្រហែល 200 លានអឺរ៉ូជារៀងរាល់ឆ្នាំលើការស្រាវជ្រាវ ហើយវាត្រូវបានគេព្យាករណ៍ថាវានឹងចំណាយពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ទៀត មុនពេលដែលការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មនុយក្លេអ៊ែរអាចកើតមាន។ អ្នកគាំទ្រប្រភពថាមពលជំនួសជឿថា វានឹងកាន់តែសមស្របក្នុងការដឹកនាំមូលនិធិទាំងនេះទៅកាន់ការណែនាំប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញ។
ភាពអាចរកបាននៃថាមពលលាយពាណិជ្ជកម្ម
ជាអកុសល ទោះបីជាមានសុទិដ្ឋិនិយមរីករាលដាល (ជាទូទៅតាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 នៅពេលដែលការស្រាវជ្រាវដំបូងបានចាប់ផ្តើម) ឧបសគ្គសំខាន់ៗរវាងការយល់ដឹងនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះអំពីដំណើរការលាយនុយក្លេអ៊ែរ លទ្ធភាពបច្ចេកវិទ្យា និងការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃការលាយនុយក្លេអ៊ែរមិនទាន់ត្រូវបានយកឈ្នះនៅឡើយ វាមិនច្បាស់ទេ សូម្បីតែអាចប៉ុន្មានក៏ដោយ។ បង្កើតផលចំណេញផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចនៃការផលិតអគ្គិសនីដោយប្រើការលាយ thermonuclear ។ ទោះបីជាវឌ្ឍនភាពក្នុងការស្រាវជ្រាវមិនឈប់ឈរក៏ដោយ អ្នកស្រាវជ្រាវតែងតែប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមថ្មីៗ។ ជាឧទាហរណ៍ បញ្ហាប្រឈមគឺការបង្កើតសម្ភារៈដែលអាចទប់ទល់នឹងការទម្លាក់គ្រាប់បែកនឺត្រុង ដែលត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានថាមានកម្លាំងខ្លាំងជាងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរធម្មតា 100 ដង។
ការស្រាវជ្រាវមានដំណាក់កាលដូចខាងក្រោមៈ
1.របៀបលំនឹង ឬ "ឆ្លងកាត់"(Break-even)៖ នៅពេលដែលថាមពលសរុបដែលត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងកំឡុងដំណើរការលាយគឺស្មើនឹងថាមពលសរុបដែលបានចំណាយលើការចាប់ផ្តើម និងរក្សាប្រតិកម្ម។ សមាមាត្រនេះត្រូវបានដាក់ស្លាកដោយនិមិត្តសញ្ញា Q. លំនឹងប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញនៅ JET (Joint European Torus) ក្នុងចក្រភពអង់គ្លេសក្នុងឆ្នាំ 1997។ (ដោយបានចំណាយថាមពល 52 MW លើកំដៅរបស់វា នៅទិន្នផល អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានទទួលថាមពល 0.2 MW ខ្ពស់ជាងការចំណាយ។ )
2.ប្លាស្មាផ្ទុះ(Burning Plasma): ជាដំណាក់កាលមធ្យមដែលប្រតិកម្មនឹងត្រូវបានគាំទ្រជាចម្បងដោយភាគល្អិតអាល់ហ្វាដែលត្រូវបានផលិតកំឡុងពេលប្រតិកម្ម និងមិនមែនដោយកំដៅខាងក្រៅនោះទេ។ សំណួរ ≈ 5. នៅតែមិនបានសម្រេច។
3. ការបញ្ឆេះ(បញ្ឆេះ)៖ ប្រតិកម្មថេរដែលទ្រទ្រង់ខ្លួន។ គួរតែត្រូវបានសម្រេចនៅតម្លៃ Q ខ្ពស់។ មិនទាន់សម្រេចទេ។
ជំហានបន្ទាប់ក្នុងការស្រាវជ្រាវគួរតែជា ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), International Thermonuclear Reactor។ នៅម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនេះ គេគ្រោងនឹងសិក្សាពីឥរិយាបថនៃប្លាស្មាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ប្លាស្មាដែលឆេះជាមួយ Q~30) និងសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់រ៉េអាក់ទ័រឧស្សាហកម្ម។ ដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃការស្រាវជ្រាវនឹងក្លាយជា DEMO៖ ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រឧស្សាហកម្មគំរូដែលនឹងសម្រេចបាននូវការបញ្ឆេះ និងបង្ហាញពីភាពសមស្របជាក់ស្តែងនៃវត្ថុធាតុដើមថ្មី។ ការព្យាករណ៍សុទិដ្ឋិនិយមបំផុតសម្រាប់ការបញ្ចប់ដំណាក់កាល DEMO៖ 30 ឆ្នាំ។ ដោយគិតពីពេលវេលាប៉ាន់ស្មានសម្រាប់ការសាងសង់ និងការដាក់ឱ្យដំណើរការម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រឧស្សាហកម្ម យើងត្រូវបំបែកដោយ ~40 ឆ្នាំពីការប្រើប្រាស់ថាមពលកំដៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។
ថូកាម៉ាកដែលមានស្រាប់
សរុបមក តូកាម៉ាប្រហែល ៣០០ ត្រូវបានសាងសង់នៅលើពិភពលោក។ ធំបំផុតនៃពួកគេត្រូវបានរាយខាងក្រោម។
- សហភាពសូវៀតនិងរុស្ស៊ី
- T-3 គឺជាឧបករណ៍មុខងារដំបូង។
- T-4 - កំណែពង្រីកនៃ T-3
- T-7 គឺជាការដំឡើងតែមួយគត់ ដែលក្នុងនោះជាលើកដំបូងនៅលើពិភពលោក ប្រព័ន្ធម៉ាញេទិចដ៏ធំមួយដែលមាន solenoid superconducting ផ្អែកលើសំណប៉ាហាំង niobate ដែលត្រជាក់ដោយអេលីយ៉ូមរាវត្រូវបានអនុវត្ត។ ភារកិច្ចចម្បងរបស់ T-7 ត្រូវបានបញ្ចប់៖ ការរំពឹងទុកសម្រាប់ជំនាន់បន្ទាប់នៃ solenoids superconducting នៃថាមពល thermonuclear ត្រូវបានរៀបចំ។
- T-10 និង PLT គឺជាជំហានបន្ទាប់ក្នុងការស្រាវជ្រាវចម្រុះរបស់ពិភពលោក ដែលវាមានទំហំដូចគ្នា ថាមពលស្មើគ្នា ជាមួយនឹងកត្តាបង្ខាំងដូចគ្នា។ ហើយលទ្ធផលដែលទទួលបានគឺដូចគ្នាបេះបិទ៖ សីតុណ្ហភាពលោភលន់នៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរបានទៅដល់រ៉េអាក់ទ័រទាំងពីរ ហើយភាពយឺតយ៉ាវតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson គឺត្រឹមតែពីររយដងប៉ុណ្ណោះ។
- T-15 គឺជារ៉េអាក់ទ័រនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ជាមួយនឹង solenoid superconducting ដែលផ្តល់វាលនៃ 3.6 T ។
- លីប៊ី
- TM-4A
- អឺរ៉ុប និងចក្រភពអង់គ្លេស
- JET (ភាសាអង់គ្លេស) (Joint Europeus Tor) គឺជា tokamak ដ៏ធំបំផុតនៅក្នុងពិភពលោក ដែលបង្កើតឡើងដោយអង្គការ Euratom នៅចក្រភពអង់គ្លេស។ វាប្រើកំដៅរួមបញ្ចូលគ្នា: 20 MW - ការចាក់អព្យាក្រឹត 32 MW - ion-cyclotron resonance ។ ជាលទ្ធផលលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson គឺទាបជាងកម្រិតបញ្ឆេះត្រឹមតែ 4-5 ដងប៉ុណ្ណោះ។
- Tore Supra (fr.) (eng.) គឺជា tokamak with superconducting coils, one of the biggest in the world. មានទីតាំងនៅមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវ Cadarache (ប្រទេសបារាំង)។
- សហរដ្ឋអាមេរិក
- TFTR (ភាសាអង់គ្លេស) (Test Fusion Tokamak Reactor) - tokamak ដ៏ធំបំផុតរបស់សហរដ្ឋអាមេរិក (នៅសាកលវិទ្យាល័យ Princeton) ជាមួយនឹងកំដៅបន្ថែមដោយភាគល្អិតអព្យាក្រឹតលឿន។ លទ្ធផលខ្ពស់មួយត្រូវបានសម្រេច៖ លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson នៅសីតុណ្ហភាពពិតគឺទាបជាងកម្រិតបញ្ឆេះត្រឹមតែ 5.5 ដងប៉ុណ្ណោះ។ បានបិទនៅឆ្នាំ 1997
- NSTX (ភាសាអង់គ្លេស) (National Spherical Torus Experiment) គឺជា tokamak ស្វ៊ែរ (sferomak) ដែលបច្ចុប្បន្នកំពុងដំណើរការនៅសាកលវិទ្យាល័យ Princeton ។ ប្លាស្មាទីមួយនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រត្រូវបានទទួលនៅឆ្នាំ 1999 ពីរឆ្នាំបន្ទាប់ពីការបិទ TFTR ។
យោងទៅតាមគោលគំនិតតារាសាស្ត្រសម័យទំនើប ប្រភពថាមពលសំខាន់សម្រាប់ព្រះអាទិត្យ និងផ្កាយផ្សេងទៀតគឺការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលកើតឡើងនៅក្នុងជម្រៅរបស់វា។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដី វាត្រូវបានអនុវត្តកំឡុងពេលផ្ទុះគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន។ ការលាយកម្តៅត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញថាមពលដ៏ធំក្នុងមួយឯកតានៃសារធាតុប្រតិកម្ម (ធំជាងប្រតិកម្មគីមីប្រហែល 10 លានដង) ។ ដូច្នេះ វាពិតជាមានចំណាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងក្នុងការធ្វើជាម្ចាស់នៃដំណើរការនេះ ហើយផ្អែកលើមូលដ្ឋានរបស់វា បង្កើតប្រភពថាមពលដែលមានតំលៃថោក និងមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាក្រុមវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសធំៗនៅក្នុងប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ជាច្រើនកំពុងចូលរួមក្នុងការស្រាវជ្រាវលើការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរដែលគ្រប់គ្រង (CTF) ក៏ដោយ ក៏នៅតែមានបញ្ហាស្មុគស្មាញជាច្រើនដែលត្រូវដោះស្រាយ មុនពេលការផលិតថាមពលកំដៅក្នុងឧស្សាហកម្មក្លាយជាការពិត។
រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែទំនើបដែលប្រើប្រាស់ដំណើរការបំបែកបានតែផ្នែកខ្លះប៉ុណ្ណោះដែលបំពេញតម្រូវការអគ្គិសនីរបស់ពិភពលោក។ ឥន្ធនៈសម្រាប់ពួកគេគឺជាធាតុវិទ្យុសកម្មធម្មជាតិ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងថូរីយ៉ូម អត្រាប្រេវ៉ាឡង់ និងទុនបំរុងដែលនៅក្នុងធម្មជាតិមានកម្រិតខ្លាំង។ ដូច្នេះសម្រាប់ប្រទេសជាច្រើនមានបញ្ហានៃការនាំចូលរបស់ពួកគេ។ សមាសធាតុសំខាន់នៃឥន្ធនៈ thermonuclear គឺអ៊ីសូតូប អ៊ីសូតូម អ៊ីដ្រូសែន ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងទឹកសមុទ្រ។ ទុនបំរុងរបស់វាមានជាសាធារណៈ និងមានទំហំធំណាស់ (មហាសមុទ្រពិភពលោកគ្របដណ្តប់ ~ 71% នៃផ្ទៃផែនដី ហើយ deuterium មានប្រហែល 0.016% នៃចំនួនអាតូមអ៊ីដ្រូសែនសរុបដែលបង្កើតជាទឹក)។ បន្ថែមពីលើភាពអាចរកបាននៃឥន្ធនៈ ប្រភពថាមពល thermonuclear មានគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗដូចខាងក្រោមលើរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ៖ 1) រ៉េអាក់ទ័រ UTS មានផ្ទុកសារធាតុវិទ្យុសកម្មតិចជាងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ហើយដូច្នេះផលវិបាកនៃការបញ្ចេញផលិតផលវិទ្យុសកម្មដោយចៃដន្យគឺតិចជាង។ គ្រោះថ្នាក់; 2) ប្រតិកម្ម thermonuclear បង្កើតកាកសំណល់វិទ្យុសកម្មដែលមានអាយុកាលតិច។ 3) TCB អនុញ្ញាតឱ្យផលិតអគ្គិសនីដោយផ្ទាល់។
មូលដ្ឋានគ្រឹះរូបវិទ្យានៃ នុយក្លេអ៊ែ ហ្វុសសិន
ការអនុវត្តដោយជោគជ័យនៃប្រតិកម្មលាយគឺអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃស្នូលអាតូមិចដែលបានប្រើ និងលទ្ធភាពនៃការទទួលបានប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ក្រាស់ ដែលវាចាំបាច់ដើម្បីចាប់ផ្តើមប្រតិកម្ម។
កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ និងប្រតិកម្ម។
ការបញ្ចេញថាមពលកំឡុងពេលលាយនុយក្លេអ៊ែរគឺដោយសារតែកម្លាំងទាក់ទាញខ្លាំងដែលដំណើរការនៅខាងក្នុងស្នូល។ កម្លាំងទាំងនេះប្រមូលផ្តុំប្រូតុង និងនឺត្រុងដែលបង្កើតជាស្នូល។ ពួកវាខ្លាំងនៅចម្ងាយ ~ 10-13 សង់ទីម៉ែត្រហើយចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងចម្ងាយកើនឡើង។ បន្ថែមពីលើកម្លាំងទាំងនេះ ប្រូតុងដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានបង្កើតកម្លាំងច្រានចោលដោយអេឡិចត្រូស្ទិច។ កាំនៃសកម្មភាពនៃកម្លាំងអេឡិចត្រិចគឺធំជាងកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ ដូច្នេះពួកវាចាប់ផ្តើមគ្របដណ្ដប់នៅពេលដែលនុយក្លេអ៊ែរនៅឆ្ងាយពីគ្នា។
ដូចដែល G. Gamov បានបង្ហាញ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃប្រតិកម្មរវាងស្នូលពន្លឺពីរដែលខិតជិតគឺសមាមាត្រទៅនឹង ដែលជាកន្លែងដែល អ៊ី – មូលដ្ឋាននៃលោការីតធម្មជាតិ, Z 1 និង Z 2 ជាចំនួនប្រូតុងក្នុងប្រូតុងអន្តរកម្ម វគឺជាថាមពលនៃវិធីសាស្រ្តទាក់ទងរបស់ពួកគេ និង ខេគឺជាមេគុណថេរ។ ថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីអនុវត្តប្រតិកម្មគឺអាស្រ័យលើចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលនីមួយៗ។ ប្រសិនបើវាលើសពីបី នោះថាមពលនេះគឺខ្ពស់ពេក ហើយប្រតិកម្មគឺមិនអាចអនុវត្តបាន។ ដូច្នេះជាមួយនឹងការកើនឡើង Z 1 និង Z 2 ប្រូបាប៊ីលីតេនៃប្រតិកម្មថយចុះ។
ប្រូបាប៊ីលីតេដែលស្នូលពីរនឹងមានអន្តរកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយ "ផ្នែកឆ្លងកាត់ប្រតិកម្ម" ដែលវាស់វែងនៅក្នុងជង្រុក (1 b = 10-24 សង់ទីម៉ែត្រ 2) ។ ផ្នែកឆ្លងកាត់ប្រតិកម្មគឺជាតំបន់នៃផ្នែកឆ្លងកាត់ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃស្នូលដែលស្នូលមួយទៀតត្រូវតែ "ទទួលបាន" ដើម្បីឱ្យអន្តរកម្មរបស់ពួកគេកើតឡើង។ ផ្នែកឆ្លងកាត់សម្រាប់ប្រតិកម្មនៃ deuterium ជាមួយ tritium ឈានដល់តម្លៃអតិបរមារបស់វា (~ 5 ខ) នៅពេលដែលភាគល្អិតអន្តរកម្មមានថាមពលទំនាក់ទំនងប្រហែល 200 keV ។ នៅថាមពល 20 keV ផ្នែកឆ្លងកាត់ក្លាយជាតិចជាង 0.1 ខ។
ក្នុងចំណោមភាគល្អិតបង្កើនល្បឿនមួយលានដែលវាយលុកគោលដៅ មិនលើសពីមួយចូលទៅក្នុងអន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរទេ។ នៅសល់បញ្ចេញថាមពលរបស់ពួកគេទៅលើអេឡិចត្រុងនៃអាតូមគោលដៅ ហើយបន្ថយល្បឿនដែលប្រតិកម្មមិនអាចទៅរួច។ ហេតុដូច្នេះហើយ វិធីសាស្ត្រទម្លាក់គ្រាប់បែកគោលដៅរឹងជាមួយនឹងស្នូលបង្កើនល្បឿន (ដូចករណីនៅក្នុងការពិសោធន៍ Cockcroft-Walton) គឺមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ CTS ទេ ដោយសារថាមពលដែលទទួលបានក្នុងករណីនេះគឺតិចជាងថាមពលដែលបានចំណាយ។
ឥន្ធនៈ thermonuclear ។
ប្រតិកម្មដែលពាក់ព័ន្ធ ទំដែលដើរតួនាទីសំខាន់ក្នុងដំណើរការនៃការលាយនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងព្រះអាទិត្យ និងផ្កាយដូចគ្នាផ្សេងទៀត គឺមិនមានការចាប់អារម្មណ៍ជាក់ស្តែងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដីទេ ព្រោះពួកវាមានផ្នែកឆ្លងកាត់តូចពេក។ សម្រាប់ការអនុវត្តនៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear នៅលើផែនដី ប្រភេទឥន្ធនៈដែលសមស្របជាងនេះ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើគឺ deuterium ។
ប៉ុន្តែប្រតិកម្មដែលទំនងបំផុតត្រូវបានដឹងនៅក្នុងល្បាយនៃសមាសធាតុស្មើគ្នានៃ deuterium និង tritium (DT-mixture) ។ ជាអកុសល tritium គឺជាវិទ្យុសកម្មហើយដោយសារតែពាក់កណ្តាលជីវិតខ្លីរបស់វា (T 1/2 ~ 12.3 ឆ្នាំ) គឺមិនត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធម្មជាតិទេ។ វាត្រូវបានទទួលដោយសិប្បនិម្មិតនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ fission និងជាផលិតផលអនុផលក្នុងប្រតិកម្មជាមួយ deuterium ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយអវត្ដមាននៃ tritium នៅក្នុងធម្មជាតិមិនមែនជាឧបសគ្គចំពោះការប្រើប្រាស់ DT - ប្រតិកម្មបញ្ចូលគ្នាទេចាប់តាំងពី tritium អាចត្រូវបានផលិតដោយការបំភាយអ៊ីសូតូប 6 Li ជាមួយនឹងនឺត្រុងដែលផលិតកំឡុងពេលលាយបញ្ចូលគ្នា៖ ន+ 6 លី ® 4 ហេ + t.
ប្រសិនបើអង្គជំនុំជម្រះ thermonuclear ត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយស្រទាប់ 6 លី (លីចូមធម្មជាតិមាន 7%) នោះវាអាចទៅរួចក្នុងការបន្តពូជទាំងស្រុងនៃ tritium ដែលអាចប្រើប្រាស់បាន។ ហើយទោះបីជានៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង នឺត្រុងហ្វាលមួយចំនួនត្រូវបានបាត់បង់ដោយជៀសមិនរួច ការបាត់បង់របស់ពួកគេអាចបំពេញបន្ថែមបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយបញ្ចូលទៅក្នុងសែលដូចជា បេរីលញ៉ូម ដែលជាស្នូលដែលនៅពេលដែលនឺត្រុងលឿនមួយប៉ះនឹងវា បញ្ចេញពីរ។
គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ។
ប្រតិកម្មលាយនៃនុយក្លេអ៊ែពន្លឺដែលមានគោលបំណងដើម្បីទទួលបានថាមពលដែលមានប្រយោជន៍ត្រូវបានគេហៅថាបានគ្រប់គ្រងការលាយបញ្ចូលគ្នាដោយទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរ។ វាត្រូវបានអនុវត្តនៅសីតុណ្ហភាពនៃលំដាប់រាប់រយលាននៃ kelvins ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានអនុវត្តតែនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ប៉ុណ្ណោះរហូតមកដល់ពេលនេះ។
ពេលវេលានិងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព។
ការទទួលបានថាមពល thermonuclear មានប្រយោជន៍គឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែមានលក្ខខណ្ឌពីរត្រូវបានបំពេញ។ ដំបូង ល្បាយដែលមានបំណងសម្រាប់ការសំយោគត្រូវតែត្រូវបានកំដៅទៅសីតុណ្ហភាពដែលថាមពល kinetic នៃស្នូលធានានូវប្រូបាប៊ីលីតេខ្ពស់នៃការលាយបញ្ចូលគ្នារបស់ពួកគេនៅពេលប៉ះទង្គិច។ ទីពីរ ល្បាយប្រតិកម្មត្រូវតែមានអ៊ីសូឡង់កម្ដៅបានយ៉ាងល្អ (ឧ. សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវតែរក្សាបានយូរគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ចំនួនប្រតិកម្មដែលត្រូវការកើតឡើង ហើយថាមពលដែលបញ្ចេញដោយសារតែវាលើសពីថាមពលដែលបានចំណាយលើកំដៅប្រេងឥន្ធនៈ)។
ក្នុងទម្រង់បរិមាណ លក្ខខណ្ឌនេះត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម។ ដើម្បីកំដៅល្បាយ thermonuclear មួយសង់ទីម៉ែត្រគូបនៃបរិមាណរបស់វាត្រូវតែត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ដោយថាមពល ទំ 1 = kntកន្លែងណា k- មេគុណលេខ, ន- ដង់ស៊ីតេនៃល្បាយ (ចំនួនស្នូលក្នុង 1 សង់ទីម៉ែត្រ 3) ធ- សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការ។ ដើម្បីរក្សាប្រតិកម្ម ថាមពលដែលបានចែកចាយទៅល្បាយ thermonuclear ត្រូវតែរក្សាទុកមួយរយៈ។ ដើម្បីឱ្យម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រទទួលបានផលចំណេញយ៉ាងស្វាហាប់ វាចាំបាច់ថាក្នុងអំឡុងពេលនេះថាមពល thermonuclear កាន់តែច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុងវា ជាងការចំណាយលើកំដៅ។ ថាមពលដែលបានបញ្ចេញ (ផងដែរក្នុង 1 សង់ទីម៉ែត្រ 3) ត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:
កន្លែងណា f(ធ) គឺជាមេគុណអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនៃល្បាយ និងសមាសភាពរបស់វា រគឺជាថាមពលដែលបានបញ្ចេញនៅក្នុងសកម្មភាពបឋមមួយនៃការសំយោគ។ បន្ទាប់មកលក្ខខណ្ឌនៃប្រាក់ចំណេញថាមពល ទំ 2 > ទំ 1 នឹងយកទម្រង់
វិសមភាពចុងក្រោយគេស្គាល់ថាជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson គឺជាការបង្ហាញបរិមាណនៃតម្រូវការសម្រាប់ភាពល្អឥតខ្ចោះនៃអ៊ីសូឡង់កម្ដៅ។ ផ្នែកខាងស្តាំ - "លេខរបស់ Lawson" - អាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាពនិងសមាសភាពនៃល្បាយប៉ុណ្ណោះហើយកាន់តែធំវាកាន់តែតឹងរ៉ឹងតម្រូវការសម្រាប់អ៊ីសូឡង់កម្ដៅ i.e. វាកាន់តែពិបាកបង្កើតរ៉េអាក់ទ័រ។ នៅក្នុងតំបន់នៃសីតុណ្ហភាពដែលអាចទទួលយកបាន លេខ Lawson សម្រាប់ deuterium សុទ្ធគឺ 10 16 s/cm 3 ហើយសម្រាប់ល្បាយ DT ដែលមានសមាសធាតុស្មើគ្នាវាគឺ 2×10 14 s/cm 3 ។ ដូច្នេះល្បាយ DT គឺជាឥន្ធនៈចម្រុះដែលពេញចិត្ត។
ដោយអនុលោមតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson ដែលកំណត់តម្លៃអំណោយផលដ៏ខ្លាំងក្លានៃផលិតផលនៃដង់ស៊ីតេ និងពេលវេលាបង្ខាំង នៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ដែលមានទំហំធំតាមដែលអាចធ្វើទៅបានគួរតែត្រូវបានប្រើ។ នឬ t. ដូច្នេះការសិក្សារបស់ CTS បង្វែរទិសដៅពីរផ្សេងគ្នា៖ ទីមួយ អ្នកស្រាវជ្រាវបានព្យាយាមរក្សាប្លាស្មាដែលកម្រមាន ដោយមានជំនួយពីវាលម៉ាញេទិកក្នុងរយៈពេលយូរគ្រប់គ្រាន់។ នៅក្នុងទីពីរ ដោយមានជំនួយពីឡាស៊ែរក្នុងរយៈពេលខ្លីដើម្បីបង្កើតប្លាស្មាដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់។ ការងារជាច្រើនត្រូវបានឧទ្ទិសដល់វិធីសាស្រ្តទីមួយ ជាជាងវិធីទីពីរ។
ការបង្ខាំងម៉ាញេទិកនៃប្លាស្មា។
កំឡុងពេលប្រតិកម្មលាយបញ្ចូលគ្នា ដង់ស៊ីតេនៃប្រតិកម្មក្តៅត្រូវតែនៅកម្រិតមួយដែលនឹងផ្តល់នូវទិន្នផលខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់នៃថាមពលដែលមានប្រយោជន៍ក្នុងមួយឯកតាបរិមាណនៅសម្ពាធដែលអង្គជំនុំជម្រះប្លាស្មាអាចទប់ទល់បាន។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ល្បាយនៃ deuterium - tritium នៅសីតុណ្ហភាព 10 8 K ទិន្នផលត្រូវបានកំណត់ដោយកន្សោម
ប្រសិនបើទទួលយក ទំស្មើនឹង 100 W / សង់ទីម៉ែត្រ 3 (ដែលប្រហាក់ប្រហែលនឹងថាមពលដែលបញ្ចេញដោយធាតុឥន្ធនៈនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ) បន្ទាប់មកដង់ស៊ីតេ នគួរតែប្រហាក់ប្រហែល។ 10 15 ស្នូល / សង់ទីម៉ែត្រ 3 និងសម្ពាធដែលត្រូវគ្នា។ ន- ប្រហែល 3 MPa ។ ពេលវេលារក្សាទុកក្នុងករណីនេះ យោងតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson គួរតែមានយ៉ាងហោចណាស់ 0.1 វិនាទី។ សម្រាប់ប្លាស្មា deuterium-deuterium នៅសីតុណ្ហភាព 10 9 K
ក្នុងករណីនេះនៅពេលណា ទំ\u003d 100 W / cm 3, ន» 3 × 10 15 ស្នូល / សង់ទីម៉ែត្រ 3 និងសម្ពាធប្រហែល 100 MPa ពេលវេលាកាន់ដែលត្រូវការនឹងមានច្រើនជាង 1 វិ។ ចំណាំថាដង់ស៊ីតេទាំងនេះគឺត្រឹមតែ 0.0001 នៃខ្យល់បរិយាកាស ដូច្នេះបន្ទប់រ៉េអាក់ទ័រត្រូវតែត្រូវបានជម្លៀសទៅកន្លែងទំនេរខ្ពស់។
ការប៉ាន់ប្រមាណខាងលើនៃពេលវេលារក្សាទុក សីតុណ្ហភាព និងដង់ស៊ីតេគឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រអប្បបរមាធម្មតាដែលត្រូវការសម្រាប់ប្រតិបត្តិការនៃរ៉េអាក់ទ័រ fusion ហើយត្រូវបានសម្រេចបានកាន់តែងាយស្រួលនៅក្នុងករណីនៃល្បាយ deuterium-tritium ។ ទាក់ទងនឹងប្រតិកម្ម thermonuclear ដែលកើតឡើងកំឡុងពេលផ្ទុះគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន និងនៅខាងក្នុងនៃផ្កាយ វាគួរតែត្រូវបានចងចាំក្នុងចិត្តថា ដោយសារតែលក្ខខណ្ឌខុសគ្នាទាំងស្រុង ក្នុងករណីដំបូងពួកវាដំណើរការយ៉ាងលឿន ហើយទីពីរ - យឺតខ្លាំងណាស់។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងដំណើរការនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ។
ប្លាស្មា។
នៅពេលដែលឧស្ម័នត្រូវបានកំដៅខ្លាំង អាតូមរបស់វាបាត់បង់អេឡិចត្រុងដោយផ្នែក ឬទាំងស្រុង ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានហៅថា អ៊ីយ៉ុង និងអេឡិចត្រុងសេរី។ នៅសីតុណ្ហភាពលើសពីមួយលានដឺក្រេ ឧស្ម័នដែលមានធាតុពន្លឺត្រូវបានអ៊ីយ៉ូដទាំងស្រុង ពោលគឺឧ។ អាតូមនីមួយៗបាត់បង់អេឡិចត្រុងរបស់វា។ ឧស្ម័ននៅក្នុងស្ថានភាពអ៊ីយ៉ូដត្រូវបានគេហៅថាប្លាស្មា (ពាក្យនេះត្រូវបានណែនាំដោយ I. Langmuir) ។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្លាស្មាមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងពីឧស្ម័នអព្យាក្រឹត។ ដោយសារមានអេឡិចត្រុងសេរីនៅក្នុងប្លាស្មា ប្លាស្មាធ្វើចរន្តអគ្គិសនីបានយ៉ាងល្អ ហើយចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាគឺសមាមាត្រទៅនឹង ធ៣/២. ប្លាស្មាអាចត្រូវបានកំដៅដោយឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនីតាមរយៈវា។ ចរន្តនៃប្លាស្មាអ៊ីដ្រូសែននៅ 10 8 K គឺដូចគ្នានឹងទង់ដែងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ចរន្តកំដៅនៃប្លាស្មាក៏ខ្ពស់ផងដែរ។
ឧទាហរណ៍ ដើម្បីរក្សាប្លាស្មានៅសីតុណ្ហភាព 10 8 K វាត្រូវតែមានអ៊ីសូឡង់កម្ដៅដែលអាចទុកចិត្តបាន។ ជាគោលការណ៍ប្លាស្មាអាចត្រូវបានញែកចេញពីជញ្ជាំងនៃអង្គជំនុំជម្រះដោយដាក់វានៅក្នុងវាលម៉ាញេទិកខ្លាំង។ នេះត្រូវបានផ្តល់ដោយកម្លាំងដែលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃចរន្តជាមួយដែនម៉ាញេទិកនៅក្នុងប្លាស្មា។
នៅក្រោមសកម្មភាពនៃដែនម៉ាញេទិក អ៊ីយ៉ុង និងអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីជាវង់តាមបន្ទាត់នៃកម្លាំងរបស់វា។ ការផ្លាស់ប្តូរពីបន្ទាត់នៃកម្លាំងមួយទៅបន្ទាត់មួយទៀតគឺអាចធ្វើទៅបាននៅពេលដែលភាគល្អិតប៉ះទង្គិចគ្នា និងនៅពេលដែលវាលអគ្គីសនីឆ្លងកាត់ត្រូវបានអនុវត្ត។ អវត្ដមាននៃវាលអគ្គីសនី ប្លាស្មាដែលកម្រមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលការប៉ះទង្គិចគ្នាកម្រនឹងកើតឡើង វានឹងសាយភាយយឺតៗតាមខ្សែវាលម៉ាញេទិកប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើបន្ទាត់នៃកម្លាំងនៃដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានបិទដោយផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវរូបរាងនៃរង្វិលជុំនោះភាគល្អិតប្លាស្មានឹងផ្លាស់ទីតាមបន្ទាត់ទាំងនេះដោយត្រូវបានប្រារព្ធឡើងនៅក្នុងតំបន់នៃរង្វិលជុំ។ បន្ថែមពីលើការកំណត់ម៉ាញេទិកបិទជិតបែបនេះសម្រាប់ការបង្ខាំងប្លាស្មា ប្រព័ន្ធបើកចំហ (ជាមួយនឹងខ្សែវាលចេញពីចុងអង្គជំនុំជម្រះទៅខាងក្រៅ) ក៏ត្រូវបានស្នើឡើងផងដែរ ដែលក្នុងនោះភាគល្អិតនៅតែមាននៅខាងក្នុងអង្គជំនុំជម្រះដោយសារតែ "ដោត" ម៉ាញេទិកដែលដាក់កម្រិត។ ចលនានៃភាគល្អិត។ កញ្ចក់ម៉ាញេទិកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅចុងនៃអង្គជំនុំជម្រះ ដែលធ្នឹមតូចចង្អៀតនៃបន្ទាត់វាលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការកើនឡើងបន្តិចម្តងៗនៃកម្លាំងវាល។
នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ការបង្ខាំងម៉ាញេទិកនៃប្លាស្មាដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់បានប្រែទៅជាឆ្ងាយពីភាពសាមញ្ញ៖ អស្ថិរភាពម៉ាញេតូអ៊ីដ្រូឌីណាមិក និងគីនីទិចតែងតែកើតឡើងនៅក្នុងវា។
អស្ថិរភាពម៉ាញេតូអ៊ីដ្រូឌីណាមិកត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការពត់និងការបំបែកនៅក្នុងបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិក។ ក្នុងករណីនេះ ប្លាស្មាអាចចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីឆ្លងកាត់ដែនម៉ាញេទិកក្នុងទម្រង់ជាបណ្តុំ ចាកចេញពីតំបន់ផ្ទុកក្នុងរយៈពេលពីរបីលានវិនាទី ហើយបញ្ចេញកំដៅទៅជញ្ជាំងបន្ទប់។ អស្ថិរភាពបែបនេះអាចត្រូវបានបង្ក្រាបដោយផ្តល់ឱ្យវាលម៉ាញេទិកនូវការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់។
អស្ថិរភាព Kinetic មានភាពចម្រុះណាស់ ហើយត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងលម្អិតតិច។ ក្នុងចំនោមពួកគេមានធាតុដែលរំខានដល់ដំណើរការសណ្តាប់ធ្នាប់ដូចជាលំហូរនៃចរន្តអគ្គីសនីថេរឬស្ទ្រីមនៃភាគល្អិតតាមរយៈប្លាស្មា។ អស្ថិរភាព kinetic ផ្សេងទៀតបណ្តាលឱ្យមានអត្រានៃការសាយភាយឆ្លងប្លាស្មាខ្ពស់ជាងនៅក្នុងវាលម៉ាញេទិក ជាងការព្យាករណ៍ដោយទ្រឹស្តីប៉ះទង្គិចសម្រាប់ប្លាស្មាស្ងាត់។
ប្រព័ន្ធដែលមានការកំណត់ម៉ាញេទិកបិទជិត។
ប្រសិនបើវាលអគ្គិសនីដ៏ខ្លាំងមួយត្រូវបានអនុវត្តទៅឧស្ម័នដែលមានអ៊ីយ៉ូដ នោះចរន្តបញ្ចេញនឹងលេចឡើងនៅក្នុងវា ក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងវាលម៉ាញេទិកជុំវិញវានឹងលេចឡើង។ អន្តរកម្មនៃដែនម៉ាញេទិកជាមួយចរន្តនឹងនាំឱ្យមានរូបរាងនៃកម្លាំងបង្ហាប់ដែលធ្វើសកម្មភាពលើភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់នៃឧស្ម័ន។ ប្រសិនបើចរន្តហូរតាមអ័ក្សនៃសរសៃប្លាស្មាដែលកំពុងដំណើរការ នោះកម្លាំងរ៉ាឌីកាល់ជាលទ្ធផល ដូចជាខ្សែកៅស៊ូ បង្ហាប់សរសៃ ផ្លាស់ទីព្រំដែនប្លាស្មាឱ្យឆ្ងាយពីជញ្ជាំងនៃអង្គជំនុំជម្រះដែលមានវា។ បាតុភូតនេះ តាមទ្រឹស្ដីទស្សន៍ទាយដោយ W. Bennett ក្នុងឆ្នាំ 1934 និងពិសោធន៍បង្ហាញជាលើកដំបូងដោយ A. Ware ក្នុងឆ្នាំ 1951 ត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល pinch ។ វិធីសាស្ត្រ pinch ត្រូវបានអនុវត្តចំពោះការបង្ខាំងប្លាស្មា; លក្ខណៈពិសេសគួរឱ្យកត់សម្គាល់របស់វាគឺថាឧស្ម័នត្រូវបានកំដៅទៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដោយចរន្តអគ្គិសនីដោយខ្លួនឯង (កំដៅ ohmic) ។ ភាពសាមញ្ញជាមូលដ្ឋាននៃវិធីសាស្រ្តនេះបាននាំឱ្យមានការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងការប៉ុនប៉ងដំបូងបំផុតដើម្បីផ្ទុកប្លាស្មាក្តៅ ហើយការសិក្សាអំពីឥទ្ធិពល pinch ដ៏សាមញ្ញ ទោះបីជាក្រោយមកវាត្រូវបានជំនួសដោយវិធីសាស្រ្តទំនើបជាងមុនក៏ដោយ ធ្វើឱ្យវាអាចយល់កាន់តែច្បាស់អំពី បញ្ហាដែលអ្នកពិសោធន៍ជួបប្រទះសព្វថ្ងៃនេះ។
បន្ថែមពីលើការសាយភាយប្លាស្មាក្នុងទិសដៅរ៉ាឌីកាល់ វាក៏មានការរសាត់តាមបណ្តោយ និងការចេញរបស់វាតាមរយៈចុងនៃជួរឈរប្លាស្មាផងដែរ។ ការខាតបង់តាមរយៈចុងអាចត្រូវបានលុបចោលប្រសិនបើអង្គជំនុំជម្រះដែលមានប្លាស្មាមានរាងដូចនំដូណាត់ (torus) ។ ក្នុងករណីនេះ, pinch toroidal ត្រូវបានទទួល។
ចំពោះការកន្ត្រាក់សាមញ្ញដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ អស្ថិរភាពម៉ាញេតូអ៊ីដ្រូឌីណាមិកដែលមាននៅក្នុងវាគឺជាបញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរ។ ប្រសិនបើពត់តូចមួយកើតឡើងនៅជិតជួរឈរប្លាស្មា នោះដង់ស៊ីតេនៃបន្ទាត់ដែនម៉ាញេទិកនៅផ្នែកខាងក្នុងនៃពត់កើនឡើង (រូបភាពទី 1)។ ខ្សែម៉ាញេទិកនៃកម្លាំងដែលមានឥរិយាបទដូចជាខ្សែដែលទប់ទល់នឹងការបង្ហាប់នឹងចាប់ផ្តើម "ប៉ោង" យ៉ាងឆាប់រហ័ស ដូច្នេះការពត់នឹងកើនឡើងរហូតដល់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនៃសរសៃប្លាស្មាត្រូវបានបំផ្លាញ។ ជាលទ្ធផលប្លាស្មានឹងប៉ះនឹងជញ្ជាំងនៃអង្គជំនុំជម្រះហើយត្រជាក់ចុះ។ ដើម្បីមិនរាប់បញ្ចូលបាតុភូតគ្រោះមហន្តរាយនេះ មុននឹងឆ្លងកាត់ចរន្តអ័ក្សមេ វាលម៉ាញេទិកបណ្តោយត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ ដែលរួមជាមួយនឹងវាលរាងជារង្វង់ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅពេលក្រោយ "ធ្វើឱ្យត្រង់" ការពត់កោងនៃជួរឈរប្លាស្មា (រូបភាពទី 2) ។ ) គោលការណ៍នៃស្ថេរភាពនៃជួរឈរប្លាស្មាដោយវាលអ័ក្សគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់គម្រោងជោគជ័យពីរនៃរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear - tokamak និង pinch ជាមួយវាលម៉ាញេទិកបញ្ច្រាស។
បើកការកំណត់ម៉ាញេទិក។
ការកាន់ដោយនិរន្តរភាព។
ការគណនាតាមទ្រឹស្ដីបង្ហាញថាការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែអាចធ្វើទៅបានដោយមិនចាំបាច់ប្រើអន្ទាក់ម៉ាញេទិក។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ គោលដៅដែលបានរៀបចំយ៉ាងពិសេស (បាល់ deuterium ដែលមានកាំប្រហែល 1 ម.ម) ត្រូវបានបង្ហាប់យ៉ាងលឿនទៅដង់ស៊ីតេខ្ពស់ ដែលប្រតិកម្មទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែមានពេលដើម្បីបញ្ចប់មុនពេលគោលដៅឥន្ធនៈហួត។ ការបង្ហាប់ និងកំដៅទៅនឹងសីតុណ្ហភាព thermonuclear អាចត្រូវបានអនុវត្តដោយកាំរស្មីឡាស៊ែរដែលមានថាមពលខ្លាំង ដោយធ្វើឱ្យបាល់ឥន្ធនៈចេញពីគ្រប់ជ្រុងទាំងអស់ស្មើគ្នា និងក្នុងពេលដំណាលគ្នា (រូបភាពទី 4)។ ជាមួយនឹងការហួតភ្លាមៗនៃស្រទាប់ផ្ទៃរបស់វា ភាគល្អិតដែលបានច្រានចេញទទួលបានល្បឿនខ្ពស់ខ្លាំង ហើយបាល់ស្ថិតនៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងបង្ហាប់ដ៏ធំ។ ពួកវាស្រដៀងទៅនឹងកម្លាំងប្រតិកម្មដែលបើកបររ៉ុក្កែត ដោយភាពខុសប្លែកគ្នាតែមួយគត់គឺថា នៅទីនេះ កម្លាំងទាំងនេះត្រូវបានដឹកនាំចូល ឆ្ពោះទៅកណ្តាលគោលដៅ។ វិធីសាស្រ្តនេះអាចបង្កើតសម្ពាធនៃលំដាប់ 10 11 MPa និងដង់ស៊ីតេ 10,000 ដងខ្ពស់ជាងដង់ស៊ីតេទឹក។ នៅដង់ស៊ីតេនេះ ស្ទើរតែទាំងអស់ថាមពល thermonuclear នឹងត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងទម្រង់នៃការផ្ទុះតូចមួយក្នុងរយៈពេល ~10-12 វិនាទី។ ការផ្ទុះមីក្រូដែលនីមួយៗស្មើនឹង 1-2 គីឡូក្រាមនៃ TNT នឹងមិនបណ្តាលឱ្យខូចខាតដល់រ៉េអាក់ទ័រទេ ហើយការអនុវត្តនូវលំដាប់នៃការផ្ទុះតូចៗបែបនេះក្នុងរយៈពេលខ្លីនឹងធ្វើឱ្យវាអាចសម្រេចបាននូវការផលិតថាមពលដែលមានប្រយោជន៍ស្ទើរតែជាបន្តបន្ទាប់។ សម្រាប់ការទប់មិនជាប់ ការរៀបចំគោលដៅឥន្ធនៈមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់។ គោលដៅក្នុងទម្រង់ជារង្វង់ប្រមូលផ្តុំដែលធ្វើពីវត្ថុធាតុធ្ងន់ និងស្រាលនឹងធ្វើឱ្យវាអាចសម្រេចបាននូវការហួតប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពបំផុតនៃភាគល្អិត ហើយជាលទ្ធផលការបង្ហាប់ដ៏អស្ចារ្យបំផុត។
ការគណនាបង្ហាញថាសម្រាប់ថាមពលវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរនៃលំដាប់នៃ megajoule (10 6 J) និងប្រសិទ្ធភាពឡាស៊ែរយ៉ាងហោចណាស់ 10% ថាមពល thermonuclear ដែលផលិតត្រូវតែលើសពីថាមពលដែលចំណាយសម្រាប់ការបូមឡាស៊ែរ។ គ្រឿងបរិក្ខារឡាស៊ែរ Thermonuclear មាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ស្រាវជ្រាវក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ី សហរដ្ឋអាមេរិក អឺរ៉ុបខាងលិច និងប្រទេសជប៉ុន។ លទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ធ្នឹមអ៊ីយ៉ុងធ្ងន់ជំនួសឱ្យកាំរស្មីឡាស៊ែរ ឬការរួមបញ្ចូលគ្នានៃធ្នឹមបែបនេះជាមួយនឹងធ្នឹមពន្លឺកំពុងត្រូវបានសិក្សា។ សូមអរគុណដល់បច្ចេកវិជ្ជាទំនើប វិធីសាស្ត្រនៃការផ្តួចផ្តើមប្រតិកម្មនេះមានអត្ថប្រយោជន៍ជាងឡាស៊ែរ ព្រោះវាអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកទទួលបានថាមពលដែលមានប្រយោជន៍ជាងមុន។ គុណវិបត្តិគឺការលំបាកក្នុងការផ្តោតលើធ្នឹមទៅលើគោលដៅ។
ការដំឡើងជាមួយនឹងការរក្សាម៉ាញេទិក
វិធីសាស្រ្តបង្ខាំងប្លាស្មាម៉ាញេទិកកំពុងត្រូវបានសិក្សានៅក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ី សហរដ្ឋអាមេរិក ប្រទេសជប៉ុន និងបណ្តាប្រទេសមួយចំនួននៅអឺរ៉ុប។ ការយកចិត្តទុកដាក់ចម្បងគឺត្រូវបានបង់ទៅឧបករណ៍ប្រភេទ toroidal ដូចជា tokamak និង pinch ជាមួយនឹងវាលម៉ាញេទិកបញ្ច្រាសដែលបានលេចឡើងជាលទ្ធផលនៃការអភិវឌ្ឍនៃ pinches សាមញ្ញជាមួយនឹងវាលម៉ាញេទិកបណ្តោយដែលមានស្ថេរភាព។
សម្រាប់ការបង្ខាំងប្លាស្មាជាមួយនឹងដែនម៉ាញេទិច toroidal ខ ជវាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើតលក្ខខណ្ឌដែលប្លាស្មានឹងមិនត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទៅជញ្ជាំងនៃ torus ។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយ "បង្វិល" បន្ទាត់វាលម៉ាញេទិក (ដែលគេហៅថា "ការបំប្លែងបង្វិល") ។ ការបង្វិលនេះត្រូវបានអនុវត្តតាមពីរវិធី។ នៅក្នុងវិធីទី 1 ចរន្តមួយត្រូវបានឆ្លងកាត់ប្លាស្មាដែលនាំទៅដល់ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃលំនឹងដែលបានពិចារណារួចហើយ។ វាលម៉ាញេទិកបច្ចុប្បន្ន ខ q J - ខ q រួមជាមួយ ខ j បង្កើតវាលសរុបជាមួយនឹងការបង្វិលចាំបាច់។ ប្រសិនបើ ក ខ j ខ q យើងទទួលបានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែលគេស្គាល់ថាជា tokamak (អក្សរកាត់នៃកន្សោម "TOROIDAL CAMERA with MAGNETIC COILS")។ Tokamak (រូបភាពទី 5) ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្រោមការដឹកនាំរបស់ L.A. Artsimovich នៅវិទ្យាស្ថានថាមពលអាតូមិកដាក់ឈ្មោះតាម V.I. I.V. Kurchatov នៅទីក្រុងមូស្គូ។ នៅ ខ j ~ ខ q ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ pinch ជាមួយវាលម៉ាញេទិកបញ្ច្រាសត្រូវបានទទួល។
នៅក្នុងវិធីទីពីរ របុំ helical ពិសេសនៅជុំវិញអង្គជំនុំជម្រះប្លាស្មា toroidal ត្រូវបានប្រើដើម្បីធានាបាននូវលំនឹងនៃប្លាស្មាដែលបានបង្ខាំង។ ចរន្តនៅក្នុងរបុំទាំងនេះបង្កើតជាដែនម៉ាញេទិកដ៏ស្មុគស្មាញ ដែលនាំទៅដល់ការបង្វិលខ្សែនៃកម្លាំងនៃវាលសរុបនៅខាងក្នុងទ្រនិច។ ការដំឡើងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា stellarator ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅសាកលវិទ្យាល័យ Princeton (សហរដ្ឋអាមេរិក) ដោយ L. Spitzer និងសហការីរបស់គាត់។
តូម៉ាក់។
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ដែលការបង្ខាំងនៃប្លាស្មា toroidal អាស្រ័យគឺ "រឹមស្ថេរភាព" q, ស្មើនឹង rB j / R.B. q កន្លែងណា rនិង រគឺជាកាំតូច និងធំនៃប្លាស្មា toroidal រៀងគ្នា។ នៅតូចមួយ qអស្ថេរភាព helical អាចវិវឌ្ឍន៍ដែលស្រដៀងនឹងអស្ថេរភាពនៃការពត់កោងត្រង់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅទីក្រុងមូស្គូបានពិសោធន៍បង្ហាញថាពេលណា q> 1 (ឧ។ ខ j ខ q) លទ្ធភាពនៃអស្ថិរភាព helical ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចប្រើកំដៅដែលបញ្ចេញដោយចរន្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពដើម្បីកំដៅប្លាស្មា។ ជាលទ្ធផលនៃការស្រាវជ្រាវជាច្រើនឆ្នាំ លក្ខណៈរបស់ tokamaks មានភាពប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ជាពិសេសដោយការបង្កើនឯកសណ្ឋានវាល និងការសម្អាតប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃបន្ទប់បូមធូលី។
លទ្ធផលលើកទឹកចិត្តដែលទទួលបាននៅក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ីបានជំរុញការបង្កើត tokamaks នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជាច្រើននៅជុំវិញពិភពលោក ហើយការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេបានក្លាយជាប្រធានបទនៃការស្រាវជ្រាវដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង។
កំដៅ ohmic នៃប្លាស្មានៅក្នុង tokamak គឺមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីអនុវត្តប្រតិកម្ម thermonuclear fusion ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅពេលដែលប្លាស្មាត្រូវបានកំដៅភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីរបស់វាថយចុះយ៉ាងខ្លាំងហើយជាលទ្ធផលការបញ្ចេញកំដៅក្នុងកំឡុងពេលឆ្លងកាត់ចរន្តមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបង្កើនចរន្តនៅក្នុង tokamak លើសពីដែនកំណត់ជាក់លាក់មួយ ចាប់តាំងពីជួរឈរប្លាស្មាអាចបាត់បង់ស្ថេរភាព និងត្រូវបានផ្ទេរទៅជញ្ជាំងបន្ទប់។ ដូច្នេះវិធីសាស្រ្តបន្ថែមផ្សេងៗត្រូវបានប្រើដើម្បីកំដៅប្លាស្មា។ ប្រសិទ្ធភាពបំផុតនៃពួកគេគឺការចាក់ធ្នឹមនៃអាតូមអព្យាក្រឹតថាមពលខ្ពស់និងការ irradiation មីក្រូវ៉េវ។ ក្នុងករណីដំបូង អ៊ីយ៉ុងបង្កើនល្បឿនដល់ថាមពល 50-200 keV ត្រូវបានបន្សាប (ដើម្បីជៀសវាង "ការឆ្លុះបញ្ចាំង" របស់ពួកគេត្រឡប់មកវិញដោយវាលម៉ាញេទិកនៅពេលបញ្ចូលទៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ) ហើយចាក់ចូលទៅក្នុងប្លាស្មា។ នៅទីនេះពួកវាត្រូវបាន ionized ម្តងទៀតហើយនៅក្នុងដំណើរការនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាពួកគេបានលះបង់ថាមពលរបស់ពួកគេទៅប្លាស្មា។ ក្នុងករណីទី 2 វិទ្យុសកម្មមីក្រូវ៉េវត្រូវបានគេប្រើប្រេកង់ដែលស្មើនឹងប្រេកង់អ៊ីយ៉ុងស៊ីក្លូន (ប្រេកង់បង្វិលអ៊ីយ៉ុងក្នុងដែនម៉ាញេទិក) ។ នៅប្រេកង់នេះ ប្លាស្មាក្រាស់មានឥរិយាបទដូចជារាងកាយខ្មៅពិតប្រាកដ ពោលគឺឧ។ ស្រូបយកថាមពលឧបទ្ទវហេតុទាំងស្រុង។ នៅលើ JET tokamak នៃបណ្តាប្រទេសនៃសហភាពអឺរ៉ុប ប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពអ៊ីយ៉ុង 280 លាន Kelvin និងពេលវេលាបង្ខាំង 0.85 s ត្រូវបានទទួលដោយការចាក់នៃភាគល្អិតអព្យាក្រឹត។ ថាមពល thermonuclear ឈានដល់ 2 MW ត្រូវបានទទួលនៅលើប្លាស្មា deuterium-tritium ។ រយៈពេលនៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយការលេចចេញនូវភាពមិនបរិសុទ្ធដោយសារការលេចចេញនូវជញ្ជាំងអង្គជំនុំជម្រះ៖ ភាពមិនបរិសុទ្ធជ្រាបចូលទៅក្នុងប្លាស្មា ហើយត្រូវបានអ៊ីយ៉ូដ បង្កើនការបាត់បង់ថាមពលយ៉ាងខ្លាំងដោយសារវិទ្យុសកម្ម។ បច្ចុប្បន្ននេះ ការងារនៅលើកម្មវិធី JET គឺផ្តោតលើការស្រាវជ្រាវលើលទ្ធភាពនៃការគ្រប់គ្រងភាពមិនស្អាត និងការដកយកចេញរបស់ពួកគេ ដែលហៅថា។ "ឧបករណ៍បំលែងម៉ាញេទិក" ។
tokamaks ធំក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅសហរដ្ឋអាមេរិកផងដែរ - TFTR នៅប្រទេសរុស្ស៊ី - T15 និងនៅប្រទេសជប៉ុន - JT60 ។ ការស្រាវជ្រាវបានអនុវត្តលើឧបករណ៍ទាំងនេះ និងកន្លែងផ្សេងទៀត បានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ដំណាក់កាលបន្ទាប់នៃការងារនៅក្នុងវិស័យនៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រង៖ ក្នុងឆ្នាំ 2010 វាត្រូវបានគ្រោងនឹងដាក់ដំណើរការម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រដ៏ធំមួយសម្រាប់ការធ្វើតេស្តបច្ចេកទេស។ គេសន្មតថានេះនឹងជាការងាររួមរបស់សហរដ្ឋអាមេរិក រុស្ស៊ី ប្រទេសនៃសហភាពអឺរ៉ុប និងជប៉ុន។ សូមមើលផងដែរថូកាម៉ាក់។
ច្រឹបវាលបញ្ច្រាស (FOP) ។
ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ POP ខុសពី tokamak ដែលវាមាន ខ q ~ ខ j ប៉ុន្តែទិសដៅនៃវាល toroidal នៅខាងក្រៅប្លាស្មាគឺផ្ទុយទៅនឹងទិសដៅរបស់វានៅខាងក្នុងជួរឈរប្លាស្មា។ J.Taylor បានបង្ហាញថាប្រព័ន្ធបែបនេះស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពមួយដែលមានថាមពលអប្បបរមាហើយទោះបីជា q
អត្ថប្រយោជន៍នៃការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ POP គឺថាសមាមាត្រនៃដង់ស៊ីតេថាមពល volumetric នៃប្លាស្មានិងវាលម៉ាញេទិក (តម្លៃខ) នៅក្នុងវាគឺធំជាងនៅក្នុង tokamak ។ វាមានសារៈសំខាន់ជាមូលដ្ឋានដែល b មានទំហំធំតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ព្រោះវានឹងកាត់បន្ថយវាល toroidal ហើយជាលទ្ធផលកាត់បន្ថយថ្លៃដើមនៃឧបករណ៏ដែលបង្កើតវា និងរចនាសម្ព័ន្ធទ្រទ្រង់ទាំងមូល។ ភាពទន់ខ្សោយរបស់ POP គឺថាអ៊ីសូឡង់កម្ដៅនៃប្រព័ន្ធទាំងនេះគឺអាក្រក់ជាង tokamaks ហើយបញ្ហានៃការថែរក្សាវាលបញ្ច្រាសមិនត្រូវបានដោះស្រាយទេ។
តារានិករ។
នៅក្នុងតារានិករ វាលម៉ាញេទិក toroidal បិទជិតមួយត្រូវបានបញ្ចូលដោយវាលដែលបង្កើតឡើងដោយខ្សែរលួសពិសេសជុំវិញតួកាមេរ៉ា។ ដែនម៉ាញេទិកសរុបរារាំងប្លាស្មាពីការរសាត់ចេញពីចំណុចកណ្តាល និងទប់ស្កាត់អស្ថិរភាពនៃម៉ាញ៉េតូអ៊ីដ្រូឌីណាមិកមួយចំនួន។ ប្លាស្មាខ្លួនឯងអាចត្រូវបានបង្កើត និងកំដៅដោយវិធីសាស្រ្តណាមួយដែលប្រើក្នុង tokamak ។
អត្ថប្រយោជន៍ចម្បងរបស់តារានិករគឺថាវិធីសាស្រ្តនៃការបង្ខាំងដែលប្រើនៅក្នុងវាមិនទាក់ទងទៅនឹងវត្តមានរបស់ចរន្តនៅក្នុងប្លាស្មា (ដូចនៅក្នុង tokamaks ឬនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្អែកលើឥទ្ធិពល pinch) ហើយដូច្នេះ stellarator អាចដំណើរការក្នុងរបៀបស្ថានី។ . លើសពីនេះទៀត helical winding អាចមានឥទ្ធិពល "បង្វែរ" ពោលគឺឧ។ បន្សុទ្ធប្លាស្មាចេញពីភាពមិនបរិសុទ្ធ និងយកផលិតផលដែលមានប្រតិកម្ម។
ការបង្ខាំងប្លាស្មានៅក្នុងក្រុមតារានិករកំពុងត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងទូលំទូលាយនៅតាមកន្លែងនានាក្នុងសហភាពអឺរ៉ុប រុស្ស៊ី ជប៉ុន និងសហរដ្ឋអាមេរិក។ នៅលើតារានិករ "Wendelstein VII" នៅប្រទេសអាឡឺម៉ង់ វាអាចរក្សាប្លាស្មាដែលមិនមានផ្ទុកបច្ចុប្បន្ន ដែលមានសីតុណ្ហភាពលើសពី 5x10 6 kelvin ដោយកំដៅវាដោយការចាក់ធ្នឹមអាតូមដែលមានថាមពលខ្ពស់។
ការសិក្សាទ្រឹស្តី និងពិសោធន៍ថ្មីៗបានបង្ហាញថា នៅក្នុងការដំឡើងដែលបានពិពណ៌នាភាគច្រើន និងជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត ពេលវេលាបង្ខាំងប្លាស្មាអាចត្រូវបានកើនឡើងដោយការបង្កើនវិមាត្ររ៉ាឌីកាល់របស់វា និងការបង្ខាំងដែនម៉ាញេទិក។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ tokamak វាត្រូវបានគណនាថាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ Lawson នឹងត្រូវបានបំពេញ (និងសូម្បីតែមានរឹមខ្លះ) នៅកម្លាំងវាលម៉ាញេទិក ~ 50 ± 100 kG និងកាំបន្ទប់ toroidal តូចមួយប្រហែល។ 2 m. ទាំងនេះគឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃការដំឡើងសម្រាប់អគ្គិសនី 1000 MW ។
នៅពេលបង្កើតការដំឡើងដ៏ធំបែបនេះជាមួយនឹងការបង្ខាំងប្លាស្មាម៉ាញេទិក បញ្ហាបច្ចេកវិទ្យាថ្មីទាំងស្រុងកើតឡើង។ ដើម្បីបង្កើតវាលម៉ាញេទិកនៃលំដាប់ 50 kG ក្នុងបរិមាណជាច្រើនម៉ែត្រគូបដោយប្រើឧបករណ៏ទង់ដែងដែលត្រជាក់ដោយទឹកប្រភពអគ្គីសនីដែលមានសមត្ថភាពជាច្រើនរយមេហ្គាវ៉ាត់ត្រូវបានទាមទារ។ ដូច្នេះវាច្បាស់ណាស់ថា របុំនៃរបុំត្រូវតែធ្វើពីវត្ថុធាតុ superconducting ដូចជាយ៉ាន់ស្ព័រនៃ niobium ជាមួយ titanium ឬជាមួយសំណប៉ាហាំង។ ភាពធន់នៃវត្ថុធាតុទាំងនេះចំពោះចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងស្ថានភាព superconducting គឺសូន្យ ហើយដូច្នេះចំនួនអគ្គិសនីអប្បបរមានឹងត្រូវចំណាយលើការរក្សាវាលម៉ាញេទិក។
បច្ចេកវិទ្យារ៉េអាក់ទ័រ។
ការរំពឹងទុកសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ thermonuclear ។
ការពិសោធន៍ដែលបានអនុវត្តលើការដំឡើងនៃប្រភេទ tokamak បានបង្ហាញថាប្រព័ន្ធនេះគឺមានជោគជ័យខ្លាំងណាស់ដែលជាមូលដ្ឋានដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់រ៉េអាក់ទ័រ UTS ។ លទ្ធផលល្អបំផុតរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្នត្រូវបានទទួលនៅលើ tokamaks ហើយមានក្តីសង្ឃឹមថា ជាមួយនឹងការកើនឡើងដែលត្រូវគ្នានៃទំហំនៃការដំឡើង ពួកគេនឹងអាចអនុវត្តការលាយបញ្ចូលគ្នាដែលគ្រប់គ្រងដោយឧស្សាហកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ tokamak មិនសន្សំសំចៃគ្រប់គ្រាន់ទេ។ ដើម្បីលុបបំបាត់ការខ្វះខាតនេះ វាចាំបាច់ដែលថាវាមិនដំណើរការក្នុងរបៀបជីពចរដូចពេលនេះ ប៉ុន្តែនៅក្នុងរបៀបបន្ត។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិដ្ឋភាពរូបវន្តនៃបញ្ហានេះ នៅតែត្រូវបានគេយល់មិនសូវច្បាស់។ វាក៏ចាំបាច់ផងដែរក្នុងការអភិវឌ្ឍមធ្យោបាយបច្ចេកទេសដែលនឹងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃប្លាស្មានិងលុបបំបាត់អស្ថិរភាពរបស់វា។ ដោយពិចារណាលើអ្វីៗទាំងអស់នេះ មិនគួរភ្លេចអំពីលទ្ធភាពផ្សេងទៀតទេ បើទោះបីជាជម្រើសដែលមិនសូវអភិវឌ្ឍសម្រាប់រ៉េអាក់ទ័រទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ ឧទាហរណ៍ តារានិករ ឬកន្ត្រកវាលបញ្ច្រាសក៏ដោយ។ ស្ថានភាពនៃការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងតំបន់នេះបានឈានដល់ដំណាក់កាលដែលមានការរចនារ៉េអាក់ទ័រគំនិតសម្រាប់ប្រព័ន្ធបង្ខាំងមេដែកប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងសម្រាប់ប្រព័ន្ធបង្ខាំងនិចលភាពមួយចំនួន។ ឧទាហរណ៏នៃការអភិវឌ្ឍន៍ឧស្សាហកម្មនៃ tokamak គឺគម្រោង Aries (សហរដ្ឋអាមេរិក) ។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅមន្ទីរពិសោធន៍រូបវិទ្យាព្រីនស្តុនប្លាស្មាបានស្នើគំនិតនៃឧបករណ៍បំប្លែងនុយក្លេអ៊ែរជាប់លាប់បំផុតដែលអាចដំណើរការបានជាង 60 ឆ្នាំ។ នៅពេលនេះ នេះជាកិច្ចការដ៏គួរឱ្យខ្លាចមួយ៖ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងតស៊ូដើម្បីទទួលបានរ៉េអាក់ទ័រលាយបញ្ចូលគ្នាដើម្បីដំណើរការពីរបីនាទី - ហើយបន្ទាប់មកជាច្រើនឆ្នាំ។ ទោះបីជាមានភាពស្មុគ្រស្មាញក៏ដោយ ការសាងសង់រ៉េអាក់ទ័រលាយបញ្ចូលគ្នា គឺជាកិច្ចការដ៏ជោគជ័យបំផុតមួយរបស់វិទ្យាសាស្ត្រ ដែលអាចនាំមកនូវអត្ថប្រយោជន៍ដ៏អស្ចារ្យ។ យើងប្រាប់អ្នកពីអ្វីដែលអ្នកត្រូវដឹងអំពីការលាយ thermonuclear ។
1. តើអ្វីទៅជាការលាយបញ្ចូលគ្នានូវទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែ?
កុំខ្លាចឃ្លាដ៏ស្មុគស្មាញនេះ តាមពិតអ្វីៗគឺសាមញ្ញណាស់។ Thermonuclear fusion គឺជាប្រភេទនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ។
កំឡុងពេលប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ ស្នូលនៃអាតូមមួយធ្វើអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតបឋម ឬជាមួយស្នូលនៃអាតូមមួយទៀត ដោយសារតែសមាសធាតុ និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃនុយក្លេអ៊ែរផ្លាស់ប្តូរ។ នុយក្លេអ៊ែរអាតូមធ្ងន់អាចបំបែកទៅជាស្រាលជាងពីរ ឬបី - នេះគឺជាប្រតិកម្មប្រសព្វ។ វាក៏មានប្រតិកម្មលាយបញ្ចូលគ្នាផងដែរ៖ នេះគឺជាពេលដែលស្នូលអាតូមិចស្រាលពីរបញ្ចូលគ្នាទៅជាធ្ងន់មួយ។
មិនដូចការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ ដែលអាចកើតឡើងទាំងដោយឯកឯង និងដោយបង្ខំ ការលាយនុយក្លេអ៊ែរគឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលពីខាងក្រៅ។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថា ធាតុផ្ទុយទាក់ទាញ ប៉ុន្តែស្នូលអាតូមិចត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាន - ដូច្នេះពួកគេវាយគ្នាទៅវិញទៅមក។ ស្ថានភាពនេះត្រូវបានគេហៅថារបាំង Coulomb ។ ដើម្បីយកឈ្នះលើការច្រានចោល វាចាំបាច់ក្នុងការបំបែកភាគល្អិតទាំងនេះទៅជាល្បឿនឆ្កួត។ នេះអាចត្រូវបានធ្វើនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំងតាមលំដាប់លំដោយរាប់លាន kelvins ។ វាគឺជាប្រតិកម្មទាំងនេះដែលត្រូវបានគេហៅថា thermonuclear ។
2. ហេតុអ្វីបានជាយើងត្រូវការការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear?
ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ និងទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ បរិមាណថាមពលដ៏ច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញ ដែលអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់គោលបំណងផ្សេងៗ - អ្នកអាចបង្កើតអាវុធដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុត ឬអ្នកអាចបំប្លែងថាមពលនុយក្លេអ៊ែរទៅជាអគ្គិសនី ហើយផ្គត់ផ្គង់វាដល់ពិភពលោកទាំងមូល។ ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាយូរមកហើយនៅក្នុងរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។ ប៉ុន្តែថាមពល thermonuclear មើលទៅកាន់តែមានសក្តានុពល។ នៅក្នុងប្រតិកម្ម thermonuclear សម្រាប់នុយក្លេអ៊ែរនីមួយៗ (ដែលហៅថាស្នូលធាតុផ្សំ ប្រូតុង និងនឺត្រុង) ថាមពលច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញជាជាងប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ។ ឧទាហរណ៍នៅពេល ការបំបែកនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមក្នុងមួយនុយក្លេអុងមានចំនួន 0.9 MeV (megaelectronvolt) ហើយនៅពេលដែលនៅក្នុងការសំយោគនៃស្នូលអេលីយ៉ូម ថាមពលស្មើនឹង 6 MeV ត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីស្នូលអ៊ីដ្រូសែន។ ដូច្នេះហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងរៀនធ្វើប្រតិកម្មទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ។
ការស្រាវជ្រាវ Fusion និងការសាងសង់រ៉េអាក់ទ័រអនុញ្ញាតឱ្យពង្រីកផលិតកម្មបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ ដែលមានប្រយោជន៍ក្នុងវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ផ្សេងទៀត។
3. តើប្រតិកម្ម thermonuclear មានអ្វីខ្លះ?
ប្រតិកម្មកម្ដៅត្រូវបានបែងចែកទៅជាការទ្រទ្រង់ដោយខ្លួនឯង មិនអាចគ្រប់គ្រងបាន (ប្រើក្នុងគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន) និងគ្រប់គ្រង (ស័ក្តិសមក្នុងគោលបំណងសន្តិភាព)។
ប្រតិកម្មទ្រទ្រង់ខ្លួនឯងកើតឡើងនៅផ្នែកខាងក្នុងនៃផ្កាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនមានលក្ខខណ្ឌនៅលើផែនដីសម្រាប់ប្រតិកម្មបែបនេះកើតឡើងនោះទេ។
មនុស្សបានធ្វើការបំផ្ទុះដោយមិនអាចគ្រប់គ្រង ឬផ្ទុះជាយូរមកហើយ។ នៅឆ្នាំ 1952 ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការ Evie Mike ជនជាតិអាមេរិកបានបំផ្ទុះឧបករណ៍បំផ្ទុះកម្តៅដំបូងគេរបស់ពិភពលោកដែលមិនមានតម្លៃជាក់ស្តែងជាអាវុធ។ ហើយនៅខែតុលាឆ្នាំ 1961 គ្រាប់បែក thermonuclear (អ៊ីដ្រូសែន) ដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោក (Tsar Bomba, Kuz'kina Mother) ដែលបង្កើតឡើងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសូវៀតក្រោមការដឹកនាំរបស់ Igor Kurchatov ត្រូវបានសាកល្បង។ វាគឺជាឧបករណ៍បំផ្ទុះដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតនៅក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្ររបស់មនុស្សជាតិ៖ ថាមពលសរុបនៃការផ្ទុះនេះបើយោងតាមប្រភពផ្សេងៗគ្នាមានចាប់ពី 57 ទៅ 58.6 មេហ្គាតោននៃ TNT ។ ដើម្បីបំផ្ទុះគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន ដំបូងឡើយ ចាំបាច់ត្រូវទទួលបានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កំឡុងពេលផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរធម្មតា - មានតែពេលនោះទេ នុយក្លេអ៊ែរនឹងចាប់ផ្តើមមានប្រតិកម្ម។
ថាមពលនៃការផ្ទុះនៅក្នុងប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបានគឺខ្ពស់ណាស់ លើសពីនេះសមាមាត្រនៃការចម្លងរោគវិទ្យុសកម្មគឺខ្ពស់។ ដូច្នេះ ដើម្បីប្រើប្រាស់ថាមពល thermonuclear ក្នុងគោលបំណងសន្តិភាព ចាំបាច់ត្រូវរៀនពីរបៀបគ្រប់គ្រងវា។
4. តើត្រូវការអ្វីខ្លះសម្រាប់ប្រតិកម្ម thermonuclear ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន?
កាន់ប្លាស្មា!
មិនច្បាស់លាស់? ឥឡូវនេះសូមពន្យល់។
ទីមួយ នុយក្លេអ៊ែរអាតូម។ ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរប្រើអ៊ីសូតូប - អាតូមដែលខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងចំនួននឺត្រុងហើយតាមនោះក្នុងម៉ាស់អាតូម។ អ៊ីសូតូមអ៊ីដ្រូសែន deuterium (D) ត្រូវបានស្រង់ចេញពីទឹក។ អ៊ីដ្រូសែន superheavy ឬ tritium (T) គឺជាអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែន ដែលជាផលិតផលនៃប្រតិកម្មពុកផុយដែលធ្វើឡើងនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរធម្មតា។ ផងដែរនៅក្នុងប្រតិកម្ម thermonuclear អ៊ីសូតូបស្រាលនៃអ៊ីដ្រូសែនប្រូទីយ៉ូមត្រូវបានគេប្រើ: នេះគឺជាធាតុស្ថេរភាពតែមួយគត់ដែលមិនមាននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូល។ Helium-3 មាននៅលើផែនដីក្នុងបរិមាណតិចតួច ប៉ុន្តែវាសម្បូរណាស់នៅក្នុងដីតាមច័ន្ទគតិ (regolith): ក្នុងទសវត្សរ៍ទី 80 អង្គការ NASA បានបង្កើតផែនការសម្រាប់ការដំឡើងសម្មតិកម្មសម្រាប់ដំណើរការ regolith និងការទាញយកអ៊ីសូតូប។ ម៉្យាងវិញទៀត អ៊ីសូតូបមួយទៀតគឺ បូរុន-១១ កំពុងរីករាលដាលនៅលើភពផែនដីរបស់យើង។ 80% នៃ boron នៅលើផែនដីគឺជាអ៊ីសូតូបដែលចាំបាច់សម្រាប់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនុយក្លេអ៊ែរ។
ទីពីរ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ណាស់។ សារធាតុដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម thermonuclear គួរតែជាប្លាស្មាអ៊ីយ៉ូដស្ទើរតែទាំងស្រុង - វាជាឧស្ម័នដែលអេឡិចត្រុងសេរី និងអ៊ីយ៉ុងនៃបន្ទុកផ្សេងៗអណ្តែតដោយឡែកពីគ្នា។ ដើម្បីប្រែក្លាយសារធាតុទៅជាប្លាស្មា សីតុណ្ហភាព 10 7 -10 8 K ត្រូវបានទាមទារ - ទាំងនេះគឺរាប់រយលានអង្សាសេ! សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជ្រុលបែបនេះអាចទទួលបានដោយការបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីដែលមានថាមពលខ្ពស់នៅក្នុងប្លាស្មា។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការកំដៅធាតុគីមីចាំបាច់។ រ៉េអាក់ទ័រណាមួយនឹងចំហាយភ្លាមៗនៅសីតុណ្ហភាពទាំងនេះ។ វិធីសាស្រ្តខុសគ្នាទាំងស្រុងគឺត្រូវបានទាមទារនៅទីនេះ។ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្នវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីរក្សាប្លាស្មានៅក្នុងតំបន់ដែលមានកម្រិតដោយមានជំនួយពីមេដែកអគ្គិសនីដែលមានបន្ទុកធ្ងន់។ ប៉ុន្តែវាមិនទាន់អាចប្រើប្រាស់បានពេញលេញនូវថាមពលដែលទទួលបានជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្ម thermonuclear នោះទេ៖ ទោះបីជាស្ថិតនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃដែនម៉ាញេទិកក៏ដោយ ប្លាស្មារីករាលដាលនៅក្នុងលំហ។
5. តើប្រតិកម្មអ្វីខ្លះដែលមានជោគជ័យបំផុត?
ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរសំខាន់ៗ ដែលត្រូវបានគ្រោងនឹងប្រើប្រាស់សម្រាប់ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែដែលគ្រប់គ្រងនឹងប្រើប្រាស់ deuterium (2H) និង tritium (3H) ហើយនៅពេលអនាគតកាន់តែឆ្ងាយគឺ helium-3 (3He) និង boron-11 (11B)។
នេះគឺជាប្រតិកម្មដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុត។
1) 2 D+ 3 T -> 4 He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV) - ប្រតិកម្ម deuterium-tritium ។
2) 2 D+ 2 D -> 3 T (1.01 MeV) + p (3.02 MeV) 50%
2 D+ 2 D -> 3 He (0.82 MeV) + n (2.45 MeV) 50% គឺជាអ្វីដែលគេហៅថា deuterium monopropellant ។
ប្រតិកម្មទី 1 និងទី 2 គឺពោរពេញទៅដោយការបំពុលវិទ្យុសកម្មនឺត្រុង។ ដូច្នេះប្រតិកម្ម "គ្មាននឺត្រុង" គឺជាការសន្យាបំផុត។
3) 2 D+ 3 He -> 4 He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV) - deuterium ប្រតិកម្មជាមួយ helium-3 ។ បញ្ហាគឺថា helium-3 គឺកម្រណាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទិន្នផលគ្មាននឺត្រុងធ្វើឱ្យប្រតិកម្មនេះសន្យា។
4) p+ 11 B -> 3 4 He + 8.7 MeV - boron-11 មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងប្រូទីយ៉ូម ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាគល្អិតអាល់ហ្វាដែលអាចស្រូបយកដោយបន្ទះអាលុយមីញ៉ូម។
6. កន្លែងដែលត្រូវធ្វើប្រតិកម្មបែបនេះ?
រ៉េអាក់ទ័រលាយធម្មជាតិគឺជាផ្កាយ។ នៅក្នុងវាប្លាស្មាត្រូវបានសង្កត់នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃទំនាញផែនដីហើយវិទ្យុសកម្មត្រូវបានស្រូបយក - ដូច្នេះស្នូលមិនត្រជាក់ទេ។
នៅលើផែនដី ប្រតិកម្ម thermonuclear អាចត្រូវបានអនុវត្តតែនៅក្នុងកន្លែងពិសេសប៉ុណ្ណោះ។
ប្រព័ន្ធ Impulse ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធបែបនេះ deuterium និង tritium ត្រូវបាន irradiated ដោយកាំរស្មីឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់ ឬ ធ្នឹមអេឡិចត្រុង/អ៊ីយ៉ុង។ ការ irradiation បែបនេះបណ្តាលឱ្យមានលំដាប់នៃ microexplosions thermonuclear ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនមានប្រយោជន៍ក្នុងការប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធបែបនេះលើខ្នាតឧស្សាហកម្មទេ៖ ថាមពលច្រើនត្រូវបានចំណាយលើការបង្កើនល្បឿននៃអាតូម ជាងការទទួលបានជាលទ្ធផលនៃការលាយបញ្ចូលគ្នា ព្រោះមិនមែនអាតូមដែលបង្កើនល្បឿនទាំងអស់ចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មនោះទេ។ ដូច្នេះ ប្រទេសជាច្រើនកំពុងសាងសង់ប្រព័ន្ធ quasi-stationary។
ប្រព័ន្ធ Quasi-stationary ។ នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័របែបនេះ ប្លាស្មាត្រូវបានកាន់កាប់ដោយវាលម៉ាញេទិកនៅសម្ពាធទាប និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ មានរ៉េអាក់ទ័របីប្រភេទ ដោយផ្អែកលើការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដែនម៉ាញេទិកខុសៗគ្នា។ ទាំងនេះគឺជា tokamaks, ផ្កាយរណប (torsatrons) និងអន្ទាក់កញ្ចក់។
ថូម៉ាក់តំណាងឱ្យ "បន្ទប់ toroidal ជាមួយឧបករណ៏ម៉ាញេទិក" ។ នេះគឺជាកាមេរ៉ាក្នុងទម្រង់ជា "នំដូណាត់" (ទ្រូស) ដែលខ្សែត្រូវបានរងរបួស។ លក្ខណៈសំខាន់នៃ tokamak គឺការប្រើប្រាស់ចរន្តអគ្គិសនីជំនួស ដែលហូរតាមប្លាស្មា កំដៅវា និងបង្កើតដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្លួនវា រក្សាវា។
អេ តារានិករ (torsatron)ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានផ្ទុកទាំងស្រុងដោយឧបករណ៏ម៉ាញ៉េទិច ហើយមិនដូច tokamak ទេ អាចត្រូវបានដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។
វ កញ្ចក់ (បើក) អន្ទាក់គោលការណ៍នៃការឆ្លុះបញ្ចាំងត្រូវបានប្រើ។ អង្គជំនុំជម្រះត្រូវបានបិទទាំងសងខាងដោយ "ដោត" ម៉ាញ៉េទិចដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីប្លាស្មារក្សាវានៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ។
អស់រយៈពេលជាយូរមក អន្ទាក់កញ្ចក់ និង tokamaks បានប្រយុទ្ធដើម្បីឧត្តមភាព។ ដំបូង គំនិតនៃអន្ទាក់ហាក់ដូចជាសាមញ្ញជាង ហើយដូច្នេះតម្លៃថោកជាង។ នៅដើមទសវត្សរ៍ទី 60 អន្ទាក់បើកចំហត្រូវបានផ្តល់មូលនិធិយ៉ាងច្រើន ប៉ុន្តែអស្ថិរភាពនៃប្លាស្មា និងការព្យាយាមមិនជោគជ័យក្នុងការផ្ទុកវាដោយដែនម៉ាញេទិកបានបង្ខំឱ្យការដំឡើងទាំងនេះធ្វើឱ្យស្មុគស្មាញដល់ការដំឡើងទាំងនេះ - ការរចនាហាក់ដូចជាសាមញ្ញប្រែទៅជាម៉ាស៊ីននរក ហើយវាមិនដំណើរការទៅ សម្រេចបាននូវលទ្ធផលស្ថិរភាព។ ហេតុដូច្នេះហើយ tokamaks បានកើតឡើងនៅទសវត្សឆ្នាំ 1980 ។ នៅឆ្នាំ 1984 យន្តហោះ JET tokamak របស់អ៊ឺរ៉ុបត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការ ដែលតម្លៃត្រឹមតែ 180 លានដុល្លារ ហើយប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលធ្វើឱ្យវាអាចអនុវត្តប្រតិកម្ម thermonuclear ។ នៅសហភាពសូវៀត និងប្រទេសបារាំង តូកាម៉ាកដែលដំណើរការលើសចំណុះ ត្រូវបានរចនាឡើង ដែលស្ទើរតែគ្មានថាមពលលើប្រតិបត្តិការនៃប្រព័ន្ធម៉ាញេទិក។
7. តើអ្នកណាកំពុងរៀនអនុវត្តប្រតិកម្ម thermonuclear?
ប្រទេសជាច្រើនកំពុងសាងសង់ម៉ាស៊ីនប្រតិកម្មលាយដោយខ្លួនឯង។ មានរ៉េអាក់ទ័រពិសោធន៍នៅប្រទេសកាហ្សាក់ស្ថាន ចិន អាមេរិក និងជប៉ុន។ វិទ្យាស្ថាន Kurchatov កំពុងធ្វើការលើរ៉េអាក់ទ័រ IGNITOR ។ ប្រទេសអាឡឺម៉ង់បានបើកដំណើរការម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ Wendelstein 7-X stellarator fusion ។
គម្រោងអន្តរជាតិដ៏ល្បីបំផុតគឺ ITER tokamak (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) នៅមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវ Cadarache (ប្រទេសបារាំង)។ ការសាងសង់របស់វាត្រូវបានសន្មត់ថានឹងបញ្ចប់នៅឆ្នាំ 2016 ប៉ុន្តែចំនួននៃការគាំទ្រផ្នែកហិរញ្ញវត្ថុចាំបាច់បានកើនឡើង ហើយពេលវេលានៃការពិសោធន៍បានផ្លាស់ប្តូរទៅ 2025 ។ សហភាពអឺរ៉ុប សហរដ្ឋអាមេរិក ចិន ឥណ្ឌា ជប៉ុន កូរ៉េខាងត្បូង និងរុស្ស៊ី ចូលរួមក្នុងសកម្មភាពរបស់ ITER ។ ចំណែកចម្បងនៅក្នុងការផ្តល់ហិរញ្ញប្បទានត្រូវបានលេងដោយសហភាពអឺរ៉ុប (45%) អ្នកចូលរួមដែលនៅសល់ផ្គត់ផ្គង់ឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់។ ជាពិសេស រុស្ស៊ីផលិតសម្ភារៈ និងខ្សែកាប superconducting បំពង់វិទ្យុសម្រាប់កំដៅប្លាស្មា (gyrotrons) និង fuses សម្រាប់ superconducting coils ក៏ដូចជាសមាសធាតុសម្រាប់ផ្នែកស្មុគស្មាញបំផុតនៃ reactor - ជញ្ជាំងទីមួយដែលត្រូវតែទប់ទល់នឹងកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច វិទ្យុសកម្មនឺត្រុង និង វិទ្យុសកម្មប្លាស្មា។
8. ហេតុអ្វីបានជាយើងនៅតែមិនប្រើរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear?
ការដំឡើង tokamak ទំនើបមិនមែនជាម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ទេ ប៉ុន្តែការដំឡើងស្រាវជ្រាវដែលអត្ថិភាព និងការរក្សាប្លាស្មាអាចធ្វើទៅបានតែមួយរយៈប៉ុណ្ណោះ។ ការពិតគឺថាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់បានរៀនពីរបៀបរក្សាប្លាស្មានៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រអស់រយៈពេលជាយូរមកហើយ។
នៅពេលនេះ សមិទ្ធិផលដ៏ធំបំផុតមួយនៅក្នុងវិស័យនៃការលាយនុយក្លេអ៊ែរគឺជោគជ័យរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ដែលបានគ្រប់គ្រងកំដៅឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែនដល់ 80 លានអង្សាសេ និងរក្សាពពកនៃប្លាស្មាអ៊ីដ្រូសែនក្នុងរយៈពេលមួយភាគបួននៃវិនាទី។ ហើយនៅក្នុងប្រទេសចិន ប្លាស្មាអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានកំដៅដល់ 49.999 លានដឺក្រេ ហើយសង្កត់រយៈពេល 102 វិនាទី។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ីមកពី (វិទ្យាស្ថាន G. I. Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk) បានគ្រប់គ្រងដើម្បីសម្រេចបាននូវកំដៅថេរនៃប្លាស្មារហូតដល់ដប់លានអង្សាសេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយថ្មីៗនេះជនជាតិអាមេរិកបានស្នើវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការបង្ខាំងប្លាស្មាអស់រយៈពេល 60 ឆ្នាំហើយនេះជំរុញឱ្យមានសុទិដ្ឋិនិយម។
លើសពីនេះទៀតមានភាពចម្រូងចម្រាសទាក់ទងនឹងប្រាក់ចំណេញនៃការលាយបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ វាមិនត្រូវបានគេដឹងថាតើអត្ថប្រយោជន៍នៃការផលិតអគ្គិសនីនឹងប៉ះប៉ូវថ្លៃដើមនៃការលាយបញ្ចូលគ្នានោះទេ។ វាត្រូវបានស្នើឡើងដើម្បីពិសោធន៍ជាមួយនឹងប្រតិកម្ម (ឧទាហរណ៍ បោះបង់ចោល deuterium-tritium ឬប្រតិកម្ម monopropellant ក្នុងការពេញចិត្តនៃប្រតិកម្មផ្សេងទៀត) សម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធ - ឬសូម្បីតែបោះបង់ចោលគំនិតនៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ឧស្សាហកម្ម ដោយប្រើវាសម្រាប់តែប្រតិកម្មបុគ្គលក្នុងការបំបែក។ ប្រតិកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណា អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅតែបន្តពិសោធន៍។
9. តើរ៉េអាក់ទ័រ fusion មានសុវត្ថិភាពទេ?
ទាក់ទង។ Tritium ដែលត្រូវបានប្រើក្នុងប្រតិកម្ម thermonuclear គឺជាវិទ្យុសកម្ម។ លើសពីនេះ ណឺរ៉ូនដែលបញ្ចេញជាលទ្ធផលនៃការលាយបញ្ចូលគ្នាធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធរ៉េអាក់ទ័រ។ ធាតុនៃរ៉េអាក់ទ័រខ្លួនឯងត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយធូលីវិទ្យុសកម្មដោយសារតែការប៉ះពាល់នឹងប្លាស្មា។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ រ៉េអាក់ទ័រ fusion គឺមានសុវត្ថិភាពជាង រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ បើនិយាយពីវិទ្យុសកម្ម។ មានសារធាតុវិទ្យុសកម្មតិចតួចនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ។ លើសពីនេះទៀតការរចនានៃរ៉េអាក់ទ័រខ្លួនឯងសន្មតថាអវត្តមាននៃ "រន្ធ" ដែលតាមរយៈវិទ្យុសកម្មអាចលេចធ្លាយ។ បន្ទប់បូមធូលីរបស់រ៉េអាក់ទ័រត្រូវតែបិទជិត បើមិនដូច្នេះទេ រ៉េអាក់ទ័រមិនអាចដំណើរការបានទេ។ កំឡុងពេលសាងសង់រ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear វត្ថុធាតុដែលសាកល្បងដោយថាមពលនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានប្រើប្រាស់ ហើយសម្ពាធថយចុះត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងបន្ទប់។
តើរោងចក្រថាមពលចម្រុះនឹងលេចចេញនៅពេលណា?
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រភាគច្រើនតែងតែនិយាយអ្វីមួយដូចជា "ក្នុងរយៈពេល 20 ឆ្នាំយើងនឹងដោះស្រាយបញ្ហាជាមូលដ្ឋានទាំងអស់" ។ វិស្វករនុយក្លេអ៊ែរកំពុងនិយាយអំពីពាក់កណ្តាលទីពីរនៃសតវត្សទី 21 ។ អ្នកនយោបាយនិយាយអំពីសមុទ្រនៃថាមពលស្អាតសម្រាប់មួយកាក់ដោយមិនខ្វល់ពីកាលបរិច្ឆេទ។
របៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងស្វែងរកសារធាតុងងឹតនៅក្នុងពោះវៀនរបស់ផែនដី
រាប់រយលានឆ្នាំមុន សារធាតុរ៉ែនៅក្រោមផ្ទៃផែនដីអាចរក្សាដាននៃសារធាតុអាថ៌កំបាំងមួយ។ វានៅសល់តែដើម្បីទៅដល់ពួកគេ។ មន្ទីរពិសោធន៍ក្រោមដីជាងពីរដប់ដែលនៅរាយប៉ាយជុំវិញពិភពលោកកំពុងមមាញឹកក្នុងការស្វែងរកសារធាតុងងឹត។
របៀបដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស៊ីបេរីបានជួយបុរសម្នាក់ឱ្យហោះហើរទៅកាន់ផ្កាយ
នៅថ្ងៃទី 12 ខែមេសា ឆ្នាំ 1961 យូរី ហ្គាហ្គារិន បានធ្វើការហោះហើរលើកដំបូងទៅកាន់លំហ ពោលគឺស្នាមញញឹមប្រកបដោយចរិតល្អរបស់អ្នកបើកយន្តហោះ និង "តោះទៅ!" បានក្លាយជាជ័យជំនះនៃអវកាសយានិកសូវៀត។ ដើម្បីឱ្យការហោះហើរនេះប្រព្រឹត្តទៅបាន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទូទាំងប្រទេសកំពុងគិតគូរពីវិធីបង្កើតរ៉ុក្កែតបែបនេះ ដែលអាចទប់ទល់នឹងគ្រោះថ្នាក់ទាំងអស់នៃទីអវកាសដែលមិនទាន់បានរុករក - នេះជាគំនិតរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីសាខាស៊ីបេរីនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រអាច មិនបានធ្វើដោយគ្មាន។
អនាគត។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកាលពី 60-70 ឆ្នាំមុនកំពុងស្វែងរកវិធីដើម្បីទទួលបានថាមពលថោក។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានគេស្គាល់ជាយូរមកហើយប៉ុន្តែវានៅតែមិនអាចគ្រប់គ្រងថាមពលនៃថាមពលបែបនេះបានសូម្បីតែសព្វថ្ងៃនេះ។ យើងកំពុងនិយាយអំពីការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ។ ការលាយបញ្ចូលគ្នានៃទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែរដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងគឺជាការសំយោគនៃស្នូលអាតូមិកដែលធ្ងន់ជាងពីគ្រាប់ស្រាលជាងមុន ដើម្បីទទួលបានថាមពលដ៏ធំ ដែលវាមិនដូចការលាយកម្តៅដែលផ្ទុះ (ប្រើក្នុងគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន) ត្រូវបានគ្រប់គ្រងទាំងស្រុង។
ការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រង ខុសពីការលាយបញ្ចូលគ្នាបែបប្រពៃណី ដែលក្រោយមកប្រើប្រតិកម្មបំបែក ក្នុងអំឡុងពេលដែលស្នូលស្រាលជាងអាចទទួលបានពីស្នូលធ្ងន់។ រ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear មានសុវត្ថិភាពជាង រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ (រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ) បើនិយាយពីវិទ្យុសកម្ម។ ជាដំបូង បរិមាណនៃសារធាតុវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងវាមានតិចតួច ដែលធ្វើឱ្យវាស្ទើរតែមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។
ថាមពលដែលអាចបញ្ចេញជាលទ្ធផលនៃឧប្បត្តិហេតុប្រភេទខ្លះក៏មានតិចតួចដែរ ហើយមិនអាចនាំទៅដល់ការបំផ្លិចបំផ្លាញរបស់រ៉េអាក់ទ័រនោះទេ។ ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ មានឧបសគ្គធម្មជាតិជាច្រើនក្នុងការរចនាម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ ដែលការពារការរីករាលដាលនៃសារធាតុវិទ្យុសកម្ម។ ឧទាហរណ៍ បន្ទប់បូមធូលី និងសំបករបស់ cthiostat ត្រូវតែបិទជិតទាំងស្រុង បើមិនដូច្នេះទេ រ៉េអាក់ទ័រមិនអាចដំណើរការបានទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយក្នុងអំឡុងពេលនៃការរចនាការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងចំពោះសុវត្ថិភាពវិទ្យុសកម្មទាំងក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការធម្មតានិងអំឡុងពេលគ្រោះថ្នាក់ដែលអាចកើតមាន។
Thermonuclear fusion ប្រតិកម្មនៃអ៊ីសូតូបអ៊ីដ្រូសែន មិនដូចប្រតិកម្មអាតូមទេ ប្រតិកម្ម thermonuclear គឺជាប្រតិកម្មបញ្ចូលគ្នា ដែលនៅទីបំផុតអេលីយ៉ូមត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយអេលីយ៉ូមត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងការបញ្ចេញថាមពលកំដៅដ៏ធំ។ ការលាយកំដៅអាចទទួលបានតែនៅក្នុងឧបករណ៍ពិសេសមួយហៅថា tokamak (បន្ទប់ toroidal ជាមួយឧបករណ៏ម៉ាញ៉េទិច) សមភាគីសូវៀតគឺ synchrophasotron ។ ការពិសោធន៍ក្នុងវិស័យថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ បានចាប់ផ្តើមធ្វើឡើងនៅក្នុងសហភាពសូវៀត នៅដើមទសវត្សរ៍ទី 30 នៃសតវត្សទីចុងក្រោយ ប៉ុន្តែបញ្ហាមិនទាន់ត្រូវបានដោះស្រាយពេញលេញនៅឡើយ។
ថាមពលកម្ដៅដ៏ធំសម្បើមគឺមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន ហើយប្រើតែក្នុងអាវុធនុយក្លេអ៊ែរប៉ុណ្ណោះ។ គម្រោងនៃម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោក ត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការអស់រយៈពេល 10 ឆ្នាំមកហើយ ការសាងសង់បានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងប្រទេសបារាំង ហើយបើយោងតាមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ ពិភពលោកនឹងឃើញការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលអាចគ្រប់គ្រងបានជាលើកដំបូងនៅឆ្នាំ 2026។ ប្រសិនបើអាចអនុវត្តការលាយបញ្ចូលគ្នាបាន នោះទំនងជាតម្លៃថាមពលអគ្គិសនីនឹងធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងព្រោះតែទឹកប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវការសម្រាប់ការលាយបញ្ចូលគ្នាដោយទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែ...
សម្រាប់ការប្រៀបធៀប ឧបមាថាប្រសិនបើទឹក 1 កែវត្រូវបានរលាយដោយទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែ នោះវាអាចផ្គត់ផ្គង់អគ្គិសនីដល់ទីក្រុងតូចមួយក្នុងរយៈពេល 1 ថ្ងៃ! នោះហើយជាអំណាចនៃទឹក! (កាន់តែច្បាស់ អ៊ីដ្រូសែន)។ ប៉ុន្តែក្រៅពីការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear មានវិធីជំនួសជាច្រើនប្រភេទទៀតដើម្បីផលិតអគ្គិសនី ប៉ុន្តែអ្នកអាចស្វែងយល់អំពីបញ្ហានេះនៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះ សូមអរគុណចំពោះការយកចិត្តទុកដាក់របស់អ្នក - A. Kasyan ។
ពិភាក្សាលើអត្ថបទ គ្រប់គ្រងការលាយបញ្ចូលគ្នា
thermonuclear fusion ដែលជាប្រតិកម្មនៃការបញ្ចូលគ្នានៃស្នូលអាតូមិចពន្លឺទៅជាស្នូលធ្ងន់ ដែលកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង និងអមដោយការបញ្ចេញថាមពលដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់។ ការលាយនុយក្លេអែរគឺជាប្រតិកម្មបញ្ច្រាសនៃការបំបែកអាតូមិក៖ ក្រោយមកថាមពលត្រូវបានបញ្ចេញដោយសារតែការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរធ្ងន់ទៅជាស្រាលជាង។ សូមមើលផងដែរនុយក្លេអ៊ែរ ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។
យោងទៅតាមគោលគំនិតតារាសាស្ត្រសម័យទំនើប ប្រភពថាមពលសំខាន់សម្រាប់ព្រះអាទិត្យ និងផ្កាយផ្សេងទៀតគឺការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear ដែលកើតឡើងនៅក្នុងជម្រៅរបស់វា។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដី វាត្រូវបានអនុវត្តកំឡុងពេលផ្ទុះគ្រាប់បែកអ៊ីដ្រូសែន។ ការលាយកម្តៅត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញថាមពលដ៏ធំក្នុងមួយឯកតានៃសារធាតុប្រតិកម្ម (ធំជាងប្រតិកម្មគីមីប្រហែល 10 លានដង) ។ ដូច្នេះ វាពិតជាមានចំណាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងក្នុងការធ្វើជាម្ចាស់នៃដំណើរការនេះ ហើយផ្អែកលើមូលដ្ឋានរបស់វា បង្កើតប្រភពថាមពលដែលមានតំលៃថោក និងមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាក្រុមវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសធំៗនៅក្នុងប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ជាច្រើនកំពុងចូលរួមក្នុងការស្រាវជ្រាវលើការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរដែលគ្រប់គ្រង (CTF) ក៏ដោយ ក៏នៅតែមានបញ្ហាស្មុគស្មាញជាច្រើនដែលត្រូវដោះស្រាយ មុនពេលការផលិតថាមពលកំដៅក្នុងឧស្សាហកម្មក្លាយជាការពិត។
រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែទំនើបដែលប្រើប្រាស់ដំណើរការបំបែកបានតែផ្នែកខ្លះប៉ុណ្ណោះដែលបំពេញតម្រូវការអគ្គិសនីរបស់ពិភពលោក។ ឥន្ធនៈសម្រាប់ពួកគេគឺជាធាតុវិទ្យុសកម្មធម្មជាតិ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងថូរីយ៉ូម អត្រាប្រេវ៉ាឡង់ និងទុនបំរុងដែលនៅក្នុងធម្មជាតិមានកម្រិតខ្លាំង។ ដូច្នេះសម្រាប់ប្រទេសជាច្រើនមានបញ្ហានៃការនាំចូលរបស់ពួកគេ។ សមាសធាតុសំខាន់នៃឥន្ធនៈ thermonuclear គឺអ៊ីសូតូប អ៊ីសូតូម អ៊ីដ្រូសែន ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងទឹកសមុទ្រ។ ទុនបំរុងរបស់វាមានជាសាធារណៈ និងមានទំហំធំណាស់ (មហាសមុទ្រគ្របដណ្តប់ ~ 71% នៃផ្ទៃផែនដី ហើយ deuterium មានប្រហែល 0.016% នៃចំនួនអាតូមអ៊ីដ្រូសែនសរុបដែលបង្កើតជាទឹក)។ បន្ថែមពីលើភាពអាចរកបាននៃឥន្ធនៈ ប្រភពថាមពល thermonuclear មានគុណសម្បត្តិសំខាន់ៗដូចខាងក្រោមលើរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ៖ 1) រ៉េអាក់ទ័រ UTS មានផ្ទុកសារធាតុវិទ្យុសកម្មតិចជាងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ហើយដូច្នេះផលវិបាកនៃការបញ្ចេញផលិតផលវិទ្យុសកម្មដោយចៃដន្យគឺតិចជាង។ គ្រោះថ្នាក់; 2) ប្រតិកម្ម thermonuclear បង្កើតកាកសំណល់វិទ្យុសកម្មដែលមានអាយុកាលតិច។ 3) TCB អនុញ្ញាតឱ្យផលិតអគ្គិសនីដោយផ្ទាល់។
Artsimovich L.A. គ្រប់គ្រងប្រតិកម្ម thermonuclear. អិម, ១៩៦៣
រោងចក្រថាមពលកំដៅ និងនុយក្លេអ៊ែរ(សៀវភៅទី១ វគ្គ៦ សៀវភៅទី៣ វគ្គ៨)។ M. , 1989
ស្វែងរក "NUCLEAR FUSION" នៅលើ
