ბირთვული შერწყმის გარღვევა კონტექსტში

გასულ თვეში კალიფორნიის ლოურენს ლივერმორის ეროვნულ ლაბორატორიაში (LLNL) აალების ეროვნული დაწესებულება გამოაცხადა მნიშვნელოვანი გარღვევა ბირთვული შერწყმის კვლევაში. მას შემდეგ არაერთმა ადამიანმა მკითხა, რას ნიშნავს სინამდვილეში ეს გარღვევა.

პირველ რიგში, მოდით განვიხილოთ ბირთვული შერწყმის რამდენიმე საფუძვლები. დღევანდელი ატომური ელექტროსადგურები დაფუძნებულია ბირთვულ დაშლაზე, რომელიც არის მძიმე იზოტოპის დაყოფა, როგორიცაა ურანი-235, ორ პატარა იზოტოპად. (იზოტოპები უბრალოდ ელემენტის სხვადასხვა ფორმაა).

მარტივი სიტყვებით, ბირთვული დაშლა ჰგავს იზოტოპის ცენტრში პატარა ტყვიის სროლას, რაც იწვევს მის არასტაბილურობას და გახლეჩვას. როდესაც ის იყოფა, ის ათავისუფლებს უზარმაზარ ენერგიას (მასა და ენერგია დაკავშირებულია აინშტაინის ცნობილი განტოლებით E = Mc.²). შემდეგ ეს ენერგია შეიძლება გადაიზარდოს ელექტროენერგიად.

თუმცა, ბირთვული დაშლის ერთ-ერთი მთავარი წინააღმდეგობა არის ის, რომ დაშლის ქვეპროდუქტები ძალიან რადიოაქტიურია და ბევრი მათგანი ხანგრძლივია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი საფრთხეს უქმნიან სიცოცხლეს სათანადო მოპყრობის გარეშე. ეს რადიოაქტიური ქვეპროდუქტები არის ის, რის გამოც ზოგიერთი ეწინააღმდეგება ბირთვულ ენერგიას.

ბირთვული შერწყმა, რომელიც არის ჩვენი მზის მსგავსი ვარსკვლავების ენერგიის წყარო, განსხვავებულია. შერწყმისას თქვენ აიძულებთ პატარა იზოტოპებს ერთად შექმნან უფრო დიდი იზოტოპები. როგორც წესი, ეს გულისხმობს წყალბადის იზოტოპების - უმცირესი ელემენტის - გაერთიანებას ჰელიუმის შესაქმნელად. ეს რეაქცია ათავისუფლებს უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე დაშლის რეაქცია, მაგრამ რაც მთავარია, ის არ წარმოქმნის გრძელვადიან რადიოაქტიურ ქვეპროდუქტებს. ამიტომ ბირთვულ შერწყმას ხშირად უწოდებენ ენერგიის წარმოების „წმინდა გრაალს“.

მაშ, რა პრობლემაა? ეს პატარა წყალბადის იზოტოპები ძალიან მდგრადია შერწყმის მიმართ. სჭირდება უზარმაზარი წნევა და მაღალი ტემპერატურა (როგორც მზეზეა), რათა აიძულონ ისინი შერწყმა. ეს ძალიან განსხვავდება ბირთვული დაშლისგან, რომელიც შედარებით მარტივად ხდება. ამრიგად, მიუხედავად იმისა, რომ შერწყმა შეიძლება მიღწეული იყოს ბირთვულ იარაღში, მკვლევარებმა ათწლეულები გაატარეს ცდილობდნენ შეექმნათ კონტროლირებადი შერწყმის რეაქცია, რომელიც გამოიყენებოდა ენერგიის წარმოებისთვის.

წლების განმავლობაში ბევრი "გარღვევა" გამოცხადდა. გასულ თვეში გამოცხადებული იყო ის, რომ პირველად, მეცნიერებმა მიიღეს მეტი ენერგია შერწყმის პროცესიდან, ვიდრე უნდა ჩაეყენებინათ. წინა მცდელობები, რომლებიც მიღწეული იყო შერწყმა, მოითხოვდა უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე წარმოქმნილი შერწყმის რეაქცია.

ასე რომ, ეს არის მნიშვნელოვანი გარღვევა. მაგრამ რამდენად ახლოს ვართ კომერციული შერწყმის რეაქტორების განვითარებასთან?

აქ არის ანალოგი, რომელიც მე გამოვიყენე მის კონტექსტში დასაყენებლად. კომერციული ავიაკომპანიებისკენ მიმავალ გზაზე ბევრი ეტაპები იყო. ძმებმა რაიტებმა ისტორიაში პირველი წარმატებული ფრენა 1903 წლის დეკემბერში შეასრულეს. პირველ ტრანსატლანტიკურ ფრენამდე კიდევ 16 წელი იქნებოდა. მაგრამ, პირველი ფართოდ წარმატებული კომერციული თვითმფრინავი, Boeing 707 არ იქნა წარმოდგენილი 1958 წლამდე.

გრძელვადიანი ხუმრობა ყოველთვის იყო ის, რომ კომერციული ბირთვული შერწყმა 30 წელია. სინამდვილეში, ეს უბრალოდ ნიშნავს, რომ ჩვენ ჯერ კიდევ ვერ ვხედავთ იქ მისასვლელ სრულ გზას. ბოლო გარღვევა, რა თქმა უნდა, მნიშვნელოვანი ეტაპია კომერციული ბირთვული შერწყმის გზაზე. მაგრამ ჩვენ ჯერ კიდევ 30 წელი გვაშორებს ბირთვული შერწყმის კომერციულ რეალიზაციას.