Оксфорд хот орчимд байрлах JET лабораторид ажилладаг Европын эрдэмтэд цэвэр эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэр болох халуун цөмийн цахилгаан станцыг барих боломжтой гэдгийг анх удаа туршилтаар баталсан нь шинжлэх ухааны салбар дахь хамгийн сүүлийн үеийн шуугиан тарьсан мэдээлэл боллоо.
Ердөө 5-хан секундийн хугацаанд үргэлжилсэн JET туршилтын явцад физикчид 59 мегажоуль /11 орчим квт/ ашигтай эрчим хүчийг гарган авсан нь 1997 онд хийсэн ийм төрлийн туршилтын үеэр тогтоосон дэлхийн дээд амжилтаас даруй 2 дахин давсан үзүүлэлт байв. Ташрамд дурдахад, гаргаж авсан эрчим хүчний хэмжээ нь чухал биш, 59 мегажоуль гэдэг бол 60 цахилгаан данхаар ус буцалгахад хүрэлцэх хэмжээний тог юм.
Туршилтын гол ач холбогдлыг дурдвал, ОХУ-ын “Росатом” компанийн оролцоотойгоор Францын өмнөд нутагт бүтэн жил хагасын турш барьж буй ИТЭР гэдэг халуун цөмийн туршилтын реактор буюу “хиймэл нар”-ыг зохион бүтээгчид зөв зүйл хийж байна гэдгийг практик дээр баталсан явдал юм.
“JET туршилт нь халуун цөмийн синтезийн эрчим хүч рүү биднийг дахиад нэг алхам ойртуулж байна. Төхөөрөмжийнхөө дотор бид нар жижигхэн одыг бий болгож, түүнийгээ 5 секундийн турш тогтоон барьж чадлаа” гэж туршилтын техникийн асуудлыг харицусан доктор Жо Милнз бахархан ярьж байна. Түүний дүгнэн хэлснээр, уг туршилт нь халуун цөмийн эрчим хүчний судалгааг цоо шинэ түвшинд гаргажээ.
Туршилтын ач холбогдол
Өнөөдөр ашиглагдаж буй атомын цахилгаан станцууд /АЦС/ нь цөмийн гинжин урвал буюу ураны атомыг задлах процессын явцад их хэмжээний эрчим хүчийг гарган авч бөгөөд энэ явцад цацраг идэвхт бодисуудыг ихээр ялгардаг байна.
Харин халуун цөмийн синтез гэдэг нь үүний эсрэг процесс бөгөөд атомууд хоорондоо нэгдсэнээр химийн шинэ элементийг /химийн нэгдэлтэй андуурч болохгүй/ үүсгэдэг. Халуун цөмийн цахилгаан станц нь /одоогоор реактор/ ДЦС ба АЦС-аас ялгаатай нь гэвэл, хүлэмжийн хийгээр агаар мандлыг бохирдуулдахгүй, радио идэвхт хорт хаягдал ялгаруулахгүйн зэрэгцээ АЦС-ээс илүү хэмжээний эрчим хүчийг ялгаруулна.
Онолын үүднээс бол, халуун цөмийн синтез нь эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэр мөн. Хэдхэн грамм устөрөгчийн түлш нь олон мянган айлыг цахилгаан дулаанаар хангаж чадах бол ердөө ханборгоцой жимсний хэмжээтэй тоосгон хэлбэртэй түлш нь 10 мянган тонн нүүрсийг орлож чадна. 10 мянган тн гэдэг нь ойролцоогоор Улаанбаатарын IV ДЦС-ын нэг хоногт шатаадаг нүүрсний хэмжээ юм.
Харин ялгарч буй энергийг хянах нь асар хэцүү бөгөөд эрдэмтэд үүнийг хийх гэж 50 гаруй жилийн турш оролдож байгаа юм. Гэвч тэдний хүчин чармайлт ердөө туршилтын загвар төдийхнөөр хязгаарлагдаж байна.
Чухамдаа цөмийн синтез нь тэнгэрт харагдаж буй однууд, тэдгээрийн дотор Нарыг эрчим хүчээр тэжээж байдаг. Оддын “хэвлий” дотор байгаа устөрөгчийн атомууд нь бие биенийгээ асар их хүчээр дарж, төсөөлөхийн аргагүй их таталцлын хүчийг бий болгож байдаг бөгөөд үүний ачаар цөмийн урвал хэдэн тэрбум жилийн турш явагдаж байдаг. Харин лабораторийн нөхцөлд ийм нэгдлийг үүсгэх нь асар хэцүү.
Одоо ажиллаж буй туршилтын реакторуудад тулгарч буй гол бэрхшээл бол халуун цөмийн урвалыг өдөөхийн тулд түүнийг явуулахаас илүү их энерги шаардлагатай байгаа явдал юм.
Түүнээс гадна, Наран дээрх халуун цөмийн урвал нь Цельсийн 10 сая градуст явагддаг. Гэтэл Дэлхий дээрх таталцлын хүч нь Наран дээрхээс 30 дахин бага тул урвалыг явуулахын тулд 100 сая градусын халуун орчин хэрэгтэй. Гэтэл ийм өндөр температурт хүртэл халсан бодисыг тэсвэрлэж чадах химийн нэгдлийг эрдэмтэд нээж чадаагүй байгаа. Харин 1960-аад оны үед асар өндөр хэмд халсан плазмыг соронзон хавхлага ашиглан цагирган боов хэлбэрийн тороидаль камерт хийх /хананд хүргэхгүйгээр/ санааг Зөвлөлтийн эрдэмтэд бодож олжээ.
Энэ санаанд тулгуурлан ИТЭР реакторыг барьж байгаа бөгөөд халуун цөмийн синтезийн урвалыг ашиглан бүтээх анхны реактор болох ёстой. Реакторын төхөөрөмжийг “токамак” гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь “тороидальная камера с магнитными катушками” буюу соронзон ороомог бүхий цагирган хэлбэрт камер гэсэн үгийн товчлол юм.
ИТЭР бол туршилтын реактор, энэ бол халуун цөмийн цахилгаан станц биш, харин урьд өмнө нь хэзээ ч хийгдэж байгаагүй өргөн хэмжээний физикийн туршилтын талбар юм. Хэрвээ бүх зүйл төлөвлөсний дагуу явагдах аваас энэхүү туршилт нь манай гарагийн эрчим хүчний ирээдүйг тодорхойлох болно.
Б.Адъяахүү
Эх сурвалж: ВВС