発射体を時速 23,400 km まで加速するには 80 兆ワットが必要です。ターゲットまでの距離はわずか1センチメートルです。ほんの数秒後、原子核が融合し、エネルギーが放出されるという信じられないことが起こります。
史上最も強力な大砲からの一撃は、太陽の内部のような地獄に点火し、人類を持続可能なほぼ無限のエネルギーに一歩近づけます。この進歩には感謝すべき動物が 1 匹います。それはピストルクラブです。
80 テラワットですか?
短い答え: 80 兆ワット。長い答え: ...
ワットは、1 秒あたりに行われる仕事量の測定単位です。
1 ワットで、板チョコレート (102 グラム) を 1 秒間に 1 メートル持ち上げることができます。
そして80兆ワットでしょうか？大砲が国であり、この電力を一年中 24 時間使用した場合、チェコ共和国とほぼ同じ量の電力を使用することになります (ウェルテンギエラット経由）。
水素ストロークの代わりにハイテクハンマーブロー
レコードショットの裏側はイギリスのスタートアップ企業First Lightです。これを行うために、彼らは巨大なガス砲、特別な発射体、ユニークな燃料カプセルを開発しました。彼らは、米国アルバカーキにあるサンディア国立研究所ですべてを一緒にテストしました。
実験中、燃焼室内のこれまでの最大圧力値はすべて超過されました。特別に開発された水素をヘリウムに融合させる技術をテストするには最適な環境でした。
核融合と核分裂
また違いは何でしたか？
核分裂：ここでは、原子核が 2 つ以上の小さな原子核に分解されます。そうすることで、彼はエネルギーを解放します。これが機能するには、コアが十分に重い必要があります。これは例えばウランの場合に当てはまります。
一部の原子核は自然に分裂します。これは放射性崩壊の一種です。他の場合には、自由中性子を原子核に十分近づけることによって核分裂を積極的に誘発する必要があります。
私たち人類は、発電所で電気を生成するために世界中で長年にわたって核分裂を利用してきました。
カーンフュージョン:核分裂とはほぼ逆です。重い物質を分割する代わりに、2 つの原子核が融合して 1 つの大きな原子核になります。
実際には、これらは水素の 2 つのサブタイプ、重水素と三重水素です。これによりヘリウムプラズマが生成されます。何が必要ですか?太陽内部と同様の状態が短期間続く核融合炉。
両者の共通点:反応中にエネルギーが放出されます。これは原子炉の外で水を加熱し、タービンを駆動するために使用できます。運動エネルギーは電流になります。
核融合は大多数の科学者によって望ましい道であると説明されています。しかし、原子力発電所のより現代的なバージョンを依然として大切にしている人もいます。新しい発電所、たとえばナトリウムを燃料として使用する場合は、福島やチェルノブイリの影響でドイツで評判が悪くなったモデルよりも安全に運用できるだろう。
First Light以外にもプロジェクトはあります。たとえばフランスでは現在...ITER-トカマク炉そしてドイツのグライフスヴァルトでは、ステラレーター ウェンデルシュタイン 7-X建てられた。ここでは磁場を使用して燃料を融合させ、プラズマとして浮遊状態に保ちます。
一方、ファーストライトは慣性核融合に依存しています。列車の制動による慣性はご存知でしょう。一度動き始めた質量は、外力が作用しない限り動き続けます。
まさにこれらの外力は核融合室内には存在しません。したがって、プラズマは、一度形成されると、最初はその形状を維持します。しかし、その後、エネルギーが解放され、外側に向かって努力します。これにより、最終的に核融合条件が解消され、人工的に作られた太陽が燃え尽きます。
これらすべてはほんの数秒以内に起こります。
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フランスの例との違い: 磁場を使用してプラズマを常に適切な温度、密度、形状にする代わりに、First Light では大きな打撃を与えます。ハンマーのように振り出され、凄まじい力で叩きつけられる。その後、新しい燃料を使用してこのプロセスが繰り返されます。
核融合炉の商業利用への道
発電所が経済的に価値のあるものになるためには、目標は常に同じです。最終的には、核融合を維持するために使用するエネルギーよりも多くのエネルギーを生成する必要があります。そしてここでファーストライトはエースを持っています。
- 柔軟性:どのくらいの頻度で、どのくらいの量のエネルギーが発射されるか変化させることができます。小さなショットを数多く撮影することも、迫力のある大きなショットを 1 つ撮影することも可能です。
- 強化：ファーストライトは正確な方法を明らかにしていないが、ショットは水素を含むセンチメートルサイズの立方体によって増幅される。知られているのは、発射体が時速約 25,000 km で立方体に衝突するとすぐに、衝撃波がほんの一瞬のうちに広がり、まさに相互に強化し合うような形で立方体を通過するということです。
インスピレーションとしてのがん
ビッグバンとキューブのインスピレーションは、ユニークな能力を持つ動物、ピストルクラブです。非常に大きな衝撃音は非常に強力で、敵を追い払ったり、獲物を気絶させたりすることができます。ここでも、少量の水が非常に短時間で摂氏数千度まで加熱され、プラズマが生成されます。
ピストルクラブのようなショットを見たい場合は、ここでスローモーションの瞬間を見つけることができますYouTubeビデオでBBCから。
First Light の増幅技術は厳重に守られた秘密です。それらはいくつかの基本原則のみを明らかにしており、詳細は明らかにしていません。出典: First Light Fusion と Arthur Anker
次は何でしょうか？重要なステップは、銃口とターゲットの間の距離を長くすることです。距離が長ければ長いほど、このようなガス砲を使って核融合を商業的に利用した方が良いでしょう。
課題は目標を達成することではありません。さらに難しいのは、長距離にわたって発射体の完全性を維持することです。これは、膨大な負荷により、燃料を得る途中で蒸発する恐れがあります。目標の距離は約 3 メートルで、さらなる試行の結果、ファースト ライトは現在 10 センチメートルに達しています。
同様に連邦核廃棄物管理安全局はこう書いている。, そのため忍耐が必要です。核融合に関する基礎研究は近年順調に進んでいるように見えますが、まだまだ道のりは長いです。現時点では、発電用の初の商用核融合発電所が実現するかどうか、あるいはいつ実現するかを予測することは不可能である。
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したがって、First Light の成功は確実に私たちを目標に近づけます。しかし、私たちの前にまだどのくらいの距離があるのかはわかりません。