Бошқарилувчан термоядровий синтез. Биз юлдузлар қувватини жиловлаймиз!

03:50 08 Февраль 2019 Дунё
568 0

Иллюстратив фото

БТС, яъни бошқарилувчан термоядровий синтез, бу — мутлақо янгича энергия манбаи бўлиб, у ўта енгил ядроларнинг бирикуви натижасида ҳосил бўладиган улкан миқдордаги энергияга асосланади. Бу бемисл қудратли, экологик соф, радиацион жиҳатдан эса хавфсиз ва амалиётда мутлақо тугаб-битмас энергия манбаи инсоният ҳаётининг равнақ топиб, гуллаб-яшнаши учун асос бўлиб хизмат қилади.

БТС бўйича илмий тадқиқот ишлари ўтган асрнинг 50-йилларидан бошланган бўлиб, унинг сарчашмасида атоқли олимлар Сахаров, Тамм, Лаврентьев ҳамда Спитцерлар туришган. Атоқли физик Курчатовнинг саъй-ҳаракатлари билан ушбу лойиҳанинг илк кунидан бошлаб унда дунёнинг бошқа етакчи мамлакатларининг олимлари ҳам ҳамкорлик қила бошладилар.

Иллюстратив фото

Ушбу даражадаги реакцияни ҳосил қилиш учун ниҳоятда юқори ҳарорат, яъни 100 миллион градусли иссиқлик керак бўлади. Бундай иссиқликни жиловлагани эса ниҳоятда мураккаб техник ускуналар лозим, қолаверса, бу энергия “ёниб” турганида реакторнинг деворига тегмаслигини таъминламоқ шарт, уни амалга ошириш учун жуда кучли магнит майдонини ҳосил қилиш даркор. Лекин шунга қарамай, олимлар томонидан бу борада жуда улкан ишлар амалга оширилди. Гарчи дастлабки қурилмалардаги плазманинг ҳарорати ва зичлиги у қадар юқори бўлмаган эса-да, бугунги кунда мазкур кўрсаткичлар термоядровий реакцияни амалга оширишга қодир даражага жуда яқинлашиб қолди. Бунга мисол тариқасида Буюк Британиядаги “JET” иншоотини (дарвоқе, унинг очилиш маросимида Буюк Британия қироличаси Елизавета ҳазрати олиялари шахсан иштирок этган) ёки Япониядаги “JT” қурилмасини, Францияда қад ростлаган “TORE Supra” каби иншоотларни тилга олиш мумкин. “EAST” деб аталувчи охирги авлод реактори Хитойда ўрнатилган бўлиб, унинг воситасида плазманинг 50 миллион градусгача қиздирилишига эришилган ва уни шу ҳолатда 102 сония давомида тутиб туриш имконияти қўлга киритилган. Қурилиш харажатлари учун 400 миллион евро сарфланган ва очилиш тантаналарида Германия канцлери Ангела Меркель иштирок этган Германиядаги “Wendelstein 7-X” деб аталмиш стеллаторда плазманинг ҳароратини 80 миллион градусгача ошириш ва уни чорак сония муддатда тутиб туришга эришилган.

Иллюстратив фото

Пристон плазма физика лабораториясидаги “NSTX-U” (National Spherical Torus Experiment) токамак ускунаси ўз қурилмасининг ғайриоддийлиги, яъни худди олмага ўхшаб ишланганлиги туфайли ғалтакларидаги магнит майдонидан янада самарали фойдаланиш имконини беради. Массачусетс технологик институтидаги “Alcator C-Mod” токамак ускунасида бу борадаги кузатувлар тарихидаги энг юқори, яъни 2 атмосфера босимга эришилди. Бу ердаги рекорд натижа туфайли 35 миллион градусда плазма ҳароратини икки сония тутиб туришга муваффақ бўлинди. Шунингдек, юқори энергияни лазер тарамлари ва юқори энергетик зарралар ёрдамида тутиб туриш борасида ҳам бир қатор изланишлар олиб борилмоқда.

Ушбу тажриба ускуналари Франциянинг Кадараш шаҳри, Марсель яқинидаги ядровий марказда қурилиши олиб борилаётган дунёдаги биринчи (Халқаро экспериментал термоядровий реактор) “ITER” учун асос бўлиб хизмат қилади.

Мазкур лойиҳанинг қурилиши сезиларли даражада кечикмоқда, зеро, унинг қурилишига оид илк муҳокамалар ва ишланмалар 1985 йилда бўлиб ўтган эди. Бугунги кунга келиб, қурилиш ишларининг атиги ярмисигина амалга оширилди. “ITER” бош директори Бернард Бигонинг таъкидлашича, 2025 — 2027 йилларда бу ерда тажриба ишлари қилиниши лозим. Ўтган вақт ичида лойиҳанинг нархлари 1 миллиарддан 50 миллиард долларгача ошиб кетди, қурилиш ҳажми эса деярли 2 марта қисқарди. Ва эндиликда бу бир бор ёқилгандан сўнг ташқаридан энергия талаб қилмасдан, ўзини ўзи таъминловчи реакция эмас, балки мавжуд энергияни 10 карра кучайтириб берадиган ускунадир. Шундай бўлса-да, иншоотнинг ҳажми ақлни лол қолдиради. Қурилманинг баландлиги 30 метр, эни эса 20 метр, юқори даражали ҳароратга дош берувчи ғалтакларнинг оғирлиги нақд “Боинг-747” самолётининг вазнига тенг. Қурилманинг умумий оғирлиги 23 000 тоннани ташкил этади, унинг қурилишида 1000 киши қатнашган, қуввати эса 500 мегаваттдир.

Иллюстратив фото

“ITER” лойиҳасида 35 та давлат иштирок этмоқда. Ўзбекистон гарчи улар сафига бевосита кирмаса-да, лойиҳада билвосита қатнашмоқда, дейиш мумкин. Масалан, Қуёш ва бошқа юлдузлардаги термоядровий жараёнларнинг эҳтимоллиги бўйича назарий ҳисоб-китоблар, Буюк Британиядаги “JET” токамагини қоплаш элементлари учун “биринчи девор”га материаллар танлаш бўйича тадқиқотлар, муқобил равишда “ITER” учун режалаштирилаётган оптик толали назорат ва бошқарув тизимларининг тезкор нейтронлар таъсири остидаги радиацияга чидамлилигини текшириш бўйича тадқиқотлар шулар жумласидандир.

Термоядровий энергетиканинг афзалликлари ҳақида Россия Фанлар академиясининг академиги, Курчатов номидаги Ядровий тадқиқотлар институтининг раҳбари, халқаро реакторни яратиш ғоясининг муаллифларидан бири, қолаверса, унинг раҳбарлари таркибига кирган таниқли олим Евгений Павлович Велихов шундай дейди:

— Бу биринчидан, иссиқлик станциялари ва гидроэлектр станцияларидан кўра миллион баробар каттароқ, улкан энергия қувватидир, ҳатто улар уран атом станцияларидан ҳам кўра кучлироқдир. Шу сабабли уларни яратиш ўта долзарб вазифадир, негаки ҳаётимиздаги энергияга бўлган эҳтиёж тобора ошиб бормоқда. XXI асрда бу эҳтиёж 3-4 баробар, ҳатто ундан ҳам кўпроқ ошади, зеро, у пайтга бориб кўплаб мутлақо янгича технологияларни, биринчи галда водородли энергетикани қувват билан таъминлаш керак бўлади. Қолаверса, водородни — яъни энг оқилона мотор мойи сифатидаги маҳсулотни олиш соҳасини таъминлаш жоиз, сувнинг парчаланиши термик бўладими ёки электролитик тарзда бўладими, бундан қатъи назар, ниҳоятда энергияталаб жараёндир. Бунинг устига, тобора ошиб бораётган ичимлик суви танқислиги, яъни чучук сувга бўлган эҳтиёж сон-саноқсиз сув тозалаш қурилмаларини бунёд этишни тақозо қилади. Буни эса термоядровий реакторларсиз амалга ошириш мушкулдир. Негаки, мазкур жараёнлар ҳам ўта катта энергетик қувватларни талаб этади.

Иккинчидан, бу қувват экологик тоза ва радиация жиҳатидан хавфсиз. Ундан фойдаланиш чоғида соғлиқ учун мутлақо зарарсиз бўлган озгина миқдорда гелий гази ажралиб чиқади. Ҳолбуки, органик ёқилғидан фойдаланишда, хусусан, кўмирдан фойдаланганда улкан миқдордаги чиқиндилар чиқади. Мисол учун, 1000 тонна сифатсиз кўмирдан 500 тоннадан кўпроқ кул ва кальцийнинг нитратлари ҳамда сульфатлари ажралиб чиқади ва ушбу моддаларни қайта ишлаб бўлмаслиги боис улар жуда катта ҳудуддаги ерларни ҳаёт учун яроқсиз қилиб қўяди. Атмосферага эса кўплаб миқдордаги карбонат кислотаси ва сув буғлари ажралиб чиқиши натижасида иссиқхона эффекти юзага келиб, иқлимнинг ёмонлашишига сабаб бўлади.

Термоядровий реактор атом реакторидан бир неча бор хавфсиздир, сабаби, унга ёқилғи атом реактори каби бирваракай эмас, балки бир неча граммлаб солинади. Реактор ишдан чиққудек бўлса, унда кечаётган реакциялар сониянинг миллиондан бир улуши ичида ўз-ўзидан автоматик тарзда тўхтайди, ураннинг парчаланишидаги занжирли реакцияни эса тўхтатиш анча мушкулдир. Чернобилда юз берган фожиа вақтида бундан қутулиш учун, яъни радиактив нурланишга манба бўлиб қолган портлашдан ажралган синиқларни бартараф этиш учун қанчалик машаққатли иш қилинган ва бир неча ой вақт кетган эди. Энди янгича технологияларда бунга ўрин йўқ. Албатта, нейтронлар оқими қурилма элементларини активлаштиради, бироқ энди бу радиоактивлик металларнинг, қурилма қисмларининг ичида содир бўлгани учун деярли хавф туғдирмайди. Тритийнинг радиоактивлиги эса у қадар катта эмас, тезда парчаланиб, тарқаб кетади.

Иллюстратив фото

Яна бир муҳим жиҳати, энди жуда катта энергетик қувватлар бемалол истеъмолчиларга, яъни аҳолига яқин жойларда, масалан, мегаполисларда ишлаб чиқарилаверади. Натижада уларни узатиш учун ортиқча электр узатиш мосламаларини қуришнинг ҳам ҳожати қолмайди, зеро, бу узатиш тизимларининг ўзида ҳам қанча энергия беҳуда сарфланади.

Дейтерий моддаси денгиз суви таркибида жуда кўп миқдорда мавжуддир, тасаввур қиляпсизми, бир челак оғир сув бир йилга етиши мумкин. Тритий эса табиатда ниҳоятда кўп учрайдиган ёки атом электростанцияларининг чиқитларидан ҳам олиш мумкин бўлган литийни синтез қилиш орқали ҳосил қилинади. Тритийнинг ўрнига енгил гелий He3 дан ҳам фойдаланиш мумкин. Тўғри, бу модда Ер сайёрасида мавжуд эмас, бироқ Ойда жуда кўп миқдорда. Бунда реактор конструкциясига зарар етказувчи ва муайян даражадаги реактивликни келтириб чиқарувчи нейтронларнинг оқими сезиларли даражада пасайиб, конструкторларнинг муаммолари анчагина камайишига эришилади. Бироқ бу реакцияларнинг оптимал ҳарорати ниҳоятда катта, яъни 300 — 400 миллион градусни ташкил этади. Шу сабабли ушбу ғояни айни пайтда амалга ошириш имконияти йўқ, дейиш мумкин.

Ишлатиладиган ёқилғининг арзонлигига қарамасдан термоядровий электростанциядан олинадиган энергиянинг нархи атом станциясиникидан деярли фарқ қилмайди, сабаби уни яратишга кетадиган сармоя харажатлари жуда катта бўлади. Юқори даражадаги ўтказувчанликка эга ғалтаклар, нейтронлар оқимига ва плазманинг ҳамласига дош бериши лозим бўлган реакторнинг биринчи деворини яратишнинг ўзи бўлмайди ахир. Бироқ тажрибалар кўрсатишича, юқори технологияларга асосланган энергетика, охир-оқибатда, барибир устунликка эга бўлади. Бугунги куннинг ўзидаёқ биз атом энергетикаси мутлақо фойдали эканлигига гувоҳ бўлиб турибмиз: зеро, ушбу соҳага зарур капитал маблағлар аллақачон тикилган, U235 ёқилғиси у қадар қиммат эмас, водород ва гелий ҳамда бошқа енгил моддалар мутлақо текин дейиш ҳам мумкин.

Демак, “ITER” — бу башариятнинг энг буюк лойиҳасидир.

Д. Қ. ХАНАЗАРОВА, жамоатчилик фаоли.

Рус тилидан Муҳиддин ОМОН таржимаси.


Изоҳлар

Ҳозирча ҳеч ким фикр билдирмаган. Балки Сиз биринчилардан бўларсиз?


Кўп ўқилганлар

Afisha

Президент топшириқлари қандай бажарилмоқда? Мутасаддилар жавоб берадилар

Ёдингизда бўлса, Президентимиз жорий йил 11 январь куни халқ депутатлари Самарқанд вилояти Кенгашининг навбатдан ташқари сессиясида туман ва шаҳар фаоллари мурожаатларини тинглар экан, улар кўтарган муаммоли масалаларни қисқа муддатда ҳал этиш юзасидан мутасаддиларга тегишли топшириқ ва кўрсатмалар берган эди.

05 Февраль 2019