Контекст дэх цөмийн нэгдлийн нээлт

Өнгөрсөн сард Калифорни дахь Лоуренс Ливерморын үндэсний лабораторийн (LLNL) үндэсний гал асаах байгууламж зарлалаа цөмийн хайлалтыг судлахад томоохон дэвшил. Тэр цагаас хойш олон хүн надаас энэ нээлт юу гэсэн үг вэ гэж асуусан.

Эхлээд цөмийн хайлуулах зарим үндсүүдийн талаар ярилцъя. Өнөөгийн атомын цахилгаан станцууд нь уран-235 шиг хүнд изотопыг хоёр жижиг изотоп болгон хуваах цөмийн задралд суурилдаг. (Изотопууд нь элементийн өөр өөр хэлбэрүүд юм).

Энгийнээр хэлбэл, цөмийн хуваагдал нь изотопын голд өчүүхэн сум буудаж, тогтворгүй болж, хуваагддагтай адил юм. Энэ нь хуваагдах үед асар их хэмжээний энерги ялгаруулдаг (масс ба энерги нь Эйнштейний алдарт E = Mc тэгшитгэлээр холбоотой байдаг.²). Тэр эрчим хүчийг дараа нь цахилгаан болгон хувиргаж болно.

Гэсэн хэдий ч цөмийн задралыг эсэргүүцэж байгаа нэг гол зүйл бол задралын дагалдах бүтээгдэхүүнүүд нь цацраг идэвхт бодис ихтэй байдаг ба тэдгээрийн олонх нь урт насалдаг. Өөрөөр хэлбэл, зохих ёсоор харьцахгүй бол амь насанд аюул учруулдаг. Эдгээр цацраг идэвхт дайвар бүтээгдэхүүн нь зарим хүмүүс цөмийн эрчим хүчийг эсэргүүцдэг шалтгаан юм.

Манай нар шиг оддын эрчим хүчний эх үүсвэр болсон цөмийн нэгдэл өөр. Хайлуулахын тулд та жижиг изотопуудыг нэгтгэж, илүү том изотоп үүсгэдэг. Энэ нь ихэвчлэн хамгийн жижиг элемент болох устөрөгчийн изотопуудыг нэгтгэж гелийг үүсгэдэг. Энэ урвал нь задралын урвалаас илүү их энерги ялгаруулдаг боловч хамгийн чухал нь урт хугацааны цацраг идэвхт дайвар бүтээгдэхүүн үүсгэдэггүй. Тийм ч учраас цөмийн хайлалтыг эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн “ариун сараалж” гэж нэрлэдэг.

Тэгэхээр, ямар асуудал байна вэ? Эдгээр жижиг устөрөгчийн изотопууд нь хайлуулахад маш тэсвэртэй байдаг. Тэдгээрийг хүчлэхийн тулд асар их даралт, өндөр температур (наранд байдаг шиг) шаардагдана. Энэ нь харьцангуй амархан явагддаг цөмийн задралаас тэс өөр юм. Ийнхүү цөмийн зэвсгийг нэгтгэх боломжтой хэдий ч судлаачид эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох хяналттай хайлуулах урвалыг бий болгохын тулд хэдэн арван жилийг оролдсон.

Олон жилийн турш олон “ололт амжилт” зарласан. Эрдэмтэд анх удаа хайлуулах процессоос илүү их энерги гаргаж авсан тухай өнгөрсөн сард зарласан. Өмнө нь хайлуулж чадсан хүчин чармайлт нь хайлуулах урвалаас илүү их энерги зарцуулдаг байсан.

Тэгэхээр энэ нь томоохон дэвшлийг харуулж байна. Гэхдээ бид арилжааны хайлуулах реакторуудыг хөгжүүлэхэд хэр ойрхон байна вэ?

Би үүнийг контекстэд оруулахын тулд ашигласан зүйрлэл энд байна. Арилжааны агаарын тээврийн аялал хийх замд олон чухал үе байсан. Ах дүү Райтууд 1903 оны 16-р сард түүхэн дэх анхны хүчирхэг хөдөлгүүртэй нислэгээ хийсэн. Атлантын далайг дамнасан анхны нислэгээс хойш дахиад 707 жил өнгөрчээ. Гэвч анхны амжилттай арилжааны нисэх онгоц болох Боинг 1958 онгоцыг XNUMX он хүртэл танилцуулсангүй.

Урт хугацааны хошигнол бол арилжааны цөмийн хайлалтыг 30 жилийн дараа гэж үргэлжилсээр ирсэн. Бодит байдал дээр энэ нь бид тэнд хүрэх замыг бүрэн харж чадахгүй хэвээр байна гэсэн үг юм. Сүүлийн үеийн нээлт бол арилжааны цөмийн хайлуулах замд гарсан чухал үе юм. Гэхдээ бид цөмийн хайлалтыг арилжааны аргаар хэрэгжүүлэхийг харахаас 30 жил дутуу байна.