500 жилийн өмнө Ацтекийн соёл иргэншилд (Мексикт) хүний цусыг өргөл болгон өгч нар болон бусад одод эрчим хүчийг хангадаг гэдэгт итгэдэг байсан. Харин одоо нар болон бусад однууд цөмийн нэгдэх урвалаар ялгарч байгаа энергээр эрчим хүчээ хангадгийг мэддэг болсон. Хэрвээ энэ нэгдэх урвалыг дэлхий дээр дууриалган явуулж чадвал цэвэр, аюулгүй, хямд зардлаар дэлхийн эрчим хүчний асуудлаа шийдвэрлэх боломжтой юм.
Цөмийн нэгдэх урвал яаж явагддагг вэ? Энгийнээр тайлбарлавал хоёр хөнгөн цөм нэгдээд нэг хүнд цөмийг үүсгэх ба энэ процессийн үед маш их энерги ялгардаг. Нэгдэх урвал нь бодисийн плазма төлөвт явагддаг. Уг төлөв нь эерэг ион болон чөлөөтэй хөдөлж байгаа электроноос тогтсон цэнэгтэй халуун хий бөгөөд энэ нь хатуу, шингэн, хий төлвөөс ялгаатай шинж чанартай юм.
Наран дээр оч гаргахийн тулд маш өндөр температурт буюу целсийн арван саяаас их температурт цөмүүд өөр хорондоо мөргөлдөх шаардлагатай. Дээрх температурт цөмүүдийн электроны хоорондох түлхэлт байхгүй болсноор цөмүүд хоорондоо маш ойртож цөмийн таталцлын хүч электроны түлхэлцлийн хүчийг даван гарч оч үүсгэдэг. Ийнхүү мөргөлдөөний магадлалыг ихэсгэхийн тулд цөмүүдийг жижиг зайд хязгаарлах шаардлагатай. Харин наран дээр түүний татах хүчний нөлөөгөөр үүсэж байгаа их даралт нь нэгдэх урвал явуулах нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Хөнгөн цөмийн нэгдэх урвалаар их хэмжээний энерги ялгардаг ба энэ нь хүнд цөмийн хуваагдах урвалаар гарч байгаа энергээс даруй 4 дахин их байна. Тиймээс нэгдэх урвал нь ирээдүйн цахилгаан цөмийн станцийн суурь болох юм. Хамгийн эхэн үеийн нэгдэх реакторууд нь устөрөгчийн хүнд хэлбэр болох дейтрий болон тритий ашиглахаар төлөвлөж байна. Онол ёсоор маш бага буюу хэдхэн грамм хэмжээтэй дээрх элементүүдийг ашиглан тэра жоул хэмжээний энерги гарган авах боломжтой ба энэ нь дэвшилтэт хөгжилтэй орны нэг иргэн ойролцоогоор 60 гаруй жил ашиглах энерги юм.
Хиймэл од үүсгэх нь
Нарны агуу их татах хүч нь нэгдэх урвалыг эхлүүлдэг бол ийм хүчгүйгээр нэгдэх урвалыг гарган авахад маш өндөр температур шаардлагатай байдаг. Дэлхий дээр дейтрий ба тритийгээр оч үүсгэхэд бидэнд 100 сая °С -ээс их темтератур ба маш өндөр даралт хэрэгтэй. Түүнчлэн Плазмаг барьж байх болон шаардлагатй энергийг гарган авах хүртэл нэгдэх урвалыг тасралтгүй явуулахад хязгаарлах хаалт чухал үүрэгтэй.
Нэгдэх урвалын реакторыг барихад шаардлагтай нөхцлүүдийг туршилтаар гарган авахад маш дөхөж очиж байгаа боловч сайжруулсан хязгаарлах хаалтын шинж чанар болон плазмагийн тогтвортой төлөвт хүрэх шаардлагатай байна. Судлаачид болон инженерүүд шинэ материал болон технологийг нээхээр ажилласаар байгаа юм.
Цөмийн нэгдэх урвал ба плазма физикийн судалгаа дэлхийн 50 гаруй улсад хийгдэж байгаа ба нэгдэх урвалын туршилтыг амжилттай хийгээд байна. Одод дээр болдог процессыг дууриалган явулахад эх нөөцийг бүрдүүлэхэд олон улсын хамтын ажиллагаа чухал ач холбгдолтой.
Цөмийн нэгдэх урвалыг гарган авахад чиглэсэн олон улсын хамтын ажиллагааны түүх
1930-аад онд цөмийн нэгдэх урвалын процессыг ойлгосон мөчөөс хойш эрдэмтэд цөмийн нэгдэх урвалыг гарган авахаар ажиллаж эхэлсэн. Эхэн үед судалгаагаа нууцалдаг байсан боловч удалгүй нэгдэх урвалын судалгаа нь зөвхөн хамтын ажиллагааны хүчээр урагшлах цогц, үнэтэй судалгаа болохийг ойлгож эхэлсэн. 1985 онд Швейцарт зохион байгуулагдсан “Атомын энергийг энх тайваны зорилгоор ашиглах нь” олон улсын хоёрдугаар хуралд эрдэмтэд цөмийн нэгдэх урвалын судалгаагаа дэлхийд анх удаа танлцуулсан байдаг.
ОУАЭА нь цөмийн нэгдэх урвалын судалгааны цөм байсаар ирсэн бөгөөд анх 1960 онд Цөмийн нэгдэх урвал нэртэй сэтгүүлийг гарган хэвлүүлж эхэлсэн нь салбарын хамгийн том сэтгүүл болсон. Түүнчлэн ОУАЭА-с “Цөмийн нэгдэх урвалын энерги” нэртэй хурлыг хоёр жил тутамд зохион байгуулж судлаачдын шинэ нээлт болон судалгааны үйл явцаа хуваалцах гүүр болдог.
2007 онд цөмийн нэгдэх урвалын энергийг үйлдвэрлэх судалгааг хийхээр Франц улсад цөмийн нэгдэх урвалын хамгийн том байгууламж болох ITER байгуулагдсан. Түүнчлэн цөмийн нэгдэх урвалаар цахилгаан эрчим хүч гарган авах станцууд буюу DEMO барихаар төлөвлөн ажиллаж байна.
Цөмийн нэгдэх урвалийг ашиглавал хүн төрөлхтний эрчим хүчний хэрэглээг хэдэн сая жилийн турш хангах боломжтой болно. Нэгдэх урвалын түлш болох дейтри хямдхан, хялбар аргаар далайн уснаас гарган авдаг бол тритийг байгальд өргөн тархсан литигээс гарган авдаг юм. Түүнчлэн цөмийн нэгдэх урвалаас цацраг идэвхитэй, урт настай цөмийн хаягдал үүсэхгүй ба нэгдэх урвалын реакторын голомт хайлах үзэгдэл нь бараг л боломжгүй тохиолдол гэж үздэг. Хамгийн чухал нь цөмийн нэгдэх урвалаас ямар ч нүүрсхүчлийн хий ялгардаггуй учир цөмийн хуваагдах урвалын нэг адил дэлхийн уур амьсгалын өөрчлөлтийг багасгахад чухал нөлөө бүхий эрчим хүчний эх үүсвэр юм.
Эх сурвалж: https://www.iaea.org/fusion-energy/what-is-fusion-and-why-is-it-so-difficult-to-achieve
Мэдээ бэлтгэсэн: ЦФСТ-ийн ЭША Г.Нарантунгалаг