თერმობირთვული შერწყმა არის რეაქცია, რომელიც ხდება ვარსკვლავების გულებში. ასეთ დროს ორი ბირთვი ერწყმება ერთმანეთს და ერთ უფრო მძიმე ბირთვს წარმოქმნის. ეს წარმოქმნის ძალიან მცირე ბირთვულ ნარჩენებს და არ გამოყოფს სათბურის აირებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ვიღებთ პოტენციურად სუფთა ენერგიის წყაროს.

მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი პროცესის დედამიწაზე გამეორება საკმაოდ რთულია, პოტენციალი უდიდესია.

სინთეზი

შერწყმა ხდება მაშინ, როდესაც ორი მსუბუქი ატომი უკავშირდება ერთმანეთს, ან ერწყმის უფრო მძიმის მისაღებად. ასეთი ახალი ატომის საერთო მასა ნაკლებია, ვიდრე ორის, რომელმაც ის შექმნა. და აი ისიც, "დაკარგული" მასა გამოიყოფა ენერგიად, როგორც ეს აღწერილია ალბერტ აინშტაინის ცნობილი განტოლებით — E=mc^2.

ჩვეულებრივ, ატომის ბირთვები ერთმანეთს იშორებენ, რადგან იგივე მუხტი აქვთ. ამ მოგერიების დასაძლევად საჭიროა მაღალი ტემპერატურა, წნევა ან ორივე ერთად. Oak Ridge National Laboratory-ის თანახმად, დედამიწაზე თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორებში ტემპერატურა თითქმის ექვსჯერ აღემატება მზის ბირთვში არსებულ ტემპერატურას. ამ სიმხურვალეზე წყალბადი აღარ არის აირის სახით, ის პლაზმაა, მატერიის უკიდურესად მაღალი ენერგეტიკული მდგომარეობა, რომელშიც ელექტრონები იშლება თავიანთი ატომებიდან.

მნიშვნელოვანია, რომ ასეთი სინთეზი განსხვავდება დაშლისგან, რომელიც ყოფს ატომებს და იწვევს მნიშვნელოვან რადიოაქტიურ ნარჩენებს, რაც საშიშია.

ასეთი სინთეზი არის ენერგიის დომინანტური წყარო სამყაროში ვარსკვლავებისთვის. ის ასევე არის ენერგიის პოტენციური წყარო დედამიწაზე, თუ მეცნიერები შეძლებენ გაარკვიონ, როგორ მიიღონ მეტი ენერგია რეაქციისგან. როდესაც მსგავსი ჯაჭვური რეაქცია იწყება, შეიძლება ბირთვული შერწყმა წყალბადის ბომბისთვისაც გამოიყენონ. ეს ასევე განიხილება, როგორც კოსმოსში ხომალდებისთვის ენერგიის წყარო.

ასევე: ისტორიაში პირველად, "ხელოვნური მზის" დახმარებით სუფთა ენერგია მიიღეს

თერმობირთვული სინთეზის ენერგია

სუფთა ენერგიის "წმინდა გრაალი" მსგავსი ენერგიის კომერციულად გამომუშავებაა. მეცნიერები ამ მიზანს ათწლეულების განმავლობაში მისდევდნენ. სინთეზი ასეთი მიმზიდველი ალტერნატივაა არსებული ენერგიის წყაროებისთვის, რადგან ის არ წარმოქმნის რადიოაქტიურ ნარჩენებს ან სათბურის გაზებს და მოითხოვს შედარებით მარტივ ინგრედიენტებს. უსაზღვრო სუფთა ენერგიის ამ ოცნების გასაღები არის რეაქციის შედეგად უფრო მეტი ენერგიის წარმოებაში, ვიდრე თავად რეაქციას სჭირდება წარმოებისთვის.

და აი ისიც, სულ ცოტა ხნის წინ, ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორიის (NIF) მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ პირველად, თერმობირთვულმა სინთეზმა აწარმოა იმაზე მეტი ენერგია, ვიდრე თავად მოიხმარდა. დიახ, ეს პირველი შემთხვევაა, როცა თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორის, იგივე ხელოვნური მზის დახმარებით იმაზე მეტი ენერგიის გამომუშავება მოხერხდა, ვიდრე თვითონ მოწყობილობის ამუშავებას სჭირდებოდა.

ექსპერიმენტის ფარგლებში 192 მაღალ ენერგიაზე მომუშავე ლაზერი გამოიყენეს, რომელიც ერთი, წიწაკის ზომის მიზნისკენ იყო მიმართული. ლაზერებმა დეიტერიუმისა და ტრიტიუმის ელემენტების კაფსულები "სამ მილიონზე მეტ გრადუსამდე" გააცხელეს, რის შემდეგაც ვარსკვლავებში მიმდინარე თერმობირთვული რეაქციის სიმულაცია დაიწყო.

ამ ლაბორატორიაში აღნიშნული 192 ლაზერი კაფსულისკენ აქამდეც არაერთხელ მიუმართავთ, თუმცა, ამჯერად განსაკუთრებული რამ მოხდა.

ასევე: ის, რაც ისტორიის წიგნებში ჩაიწერება — როგორ მიიღეს სუფთა ენერგია ხელოვნური მზისგან

დეიტერიუმ-ტრიტიუმის სინთეზი: დღეს დედამიწაზე ენერგიის ყველაზე პერსპექტიული კომბინაცია არის დეიტერიუმის ატომის შერწყმა ტრიტიუმთან ჰელიუმის ატომის შესაქმნელად. ეს არის პროცესი, რომელიც მოითხოვს დაახლოებით 39 მილიონ გრადუს ცელსიუსს, რაც გამოიმუშავებს 17,6 მილიონ ელექტრონ ვოლტ ენერგიას.

ეს ექსპერიმენტები დეიტერიუმ-ტრიტირუმის სინთეზით მიმდინარეობს DIII-D შერწყმის ობიექტში სან დიეგოში. ყველაზე დიდი პოტენციური ბირთვული რეაქტორი, ITER კი სამხრეთ საფრანგეთშია, რომლის დასრულებამდე ჯერ კიდევ წლებია დარჩენილი. NIF რეაქტორისგან განსხვავებით, ITER იყენებს ძლიერ მაგნიტებს წყალბადის პლაზმის გასატარებლად დონატის ფორმის რეაქტორის გარშემო, რომელსაც ტოკამაკი ეწოდება.

დეიტერიუმი პერსპექტიული ინგრედიენტია, რადგან ის არის წყალბადის იზოტოპი, რომელიც შეიცავს ერთ პროტონს და ნეიტრონს, მაგრამ არა ელექტრონს. თავის მხრივ, წყალბადი უხვადაა წყალში. 3,8 ლიტრ ზღვის წყალს შეუძლია იმდენი ენერგიის გამომუშავება, რამდენიც 1136 ლიტრ ბენზინს.

აღსანიშნავია, რომ თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორები ბირთვული რეაქტორებისგან მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ამ ტიპის რეაქციისას არ გამოიყოფა რადიოაქტიური ნარჩენები და ტოკამაკის მწყობრიდან გამოსვლა (ნებისმიერი სახით) გარემოს ზიანს არ უქადის.

დაბოლოს, თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორები კლიმატის ცვლილებასთან ბრძოლის მნიშვნელოვან ინსტრუმენტად მოიაზრება, რადგან მათ მიერ წარმოებული პრაქტიკულად ულიმიტო, სუფთა ენერგია სათბურის აირების ემისიებში წამყვანი — ენერგიის ინდუსტრიის როლს მნიშვნელოვნად შეამცირებს. ეს იქნება სრულიად ახალი ეტაპი კაცობრიობის ისტორიაში. ვნახოთ რა იქნება შემდეგი.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.