Товчхон хэлбэл, халуун цөмийн реакторыг ажиллуулахад зарцуулдаг энергиэс илүү их энергийг тухайн реактороос гарган авсан байна. Энэ бол сүүлийн нэг сарын хугацаанд шинжлэх ухааны салбарт гарсан 3 гол амжилтын нэг юм.

Үүний дүнд онолын үүднээс шавхагдашгүй гэж тооцогддог экологийн цэвэр эрчим хүчний технологийг /халуун цөмийн синтез/ гарган авахад учирч байсан гол бэрхшээлийг даван туулж чадлаа.

АНУ-ын Эрчим хүчний яамны дэргэдэх Цөмийн аюулгүй байдлын газрын дэд дарга Марвин Адамс хэлэхдээ “бид анх удаагаа цөмийн түлш бүхий капсулын дотор асар их нягтрал ба температурыг бий болгосноор плазм шатаж эхэлсэн. Үүний дүнд төхөөрөмжийн үр ашгийг нэлээд дээшлүүлж, капсулыг шахах үед лазеруудын ялгаруулсан 2 мегажоул энергиэс арай илүү энергийг гарган авч чадлаа” гэж мэдэгдэв. Уг туршилтын ач холбогдлыг АНУ-ын Эрчим хүчний сайд Женнифер Грэм "XXI зуунд шинжлэх ухааны салбарт гарсан хамгийн гайхамшигт ололтуудын нэг" гэж дүгнэжээ.

3,5 тэрбум долларын өртөгтэй энэ туршилтыг АНУ-ын Э.Лоуренсийн нэрэмжит Ливерморын үндэсний лабораторид хийжээ. Лондоны Эзэн хааны коллежийн плазмын физикийн тэнхимийн профессеор Жереми Читтенден Америкийн эрдэмтдийн хийсэн туршилтыг “жинхэнэ эргэлт” гэж нэрлээд “халуун цөмийн синтезийн талаарх мөрөөдөл биелэх боломжтой гэдгийг харууллаа” гэж дүгнэлээ.

Гэхдээ шинжээчдийн үзэж байгаагаар, халуун цөмийн реакторууд хэрэглэгчдэд цахилгаан эрчим хүч нийлүүлж эхлэх хүртэл багагүй хугацаа хэрэгтэй. Зарим таамаглалаар, наанадаж 10 жилийн дараа, цаашилбал 2050 оны үед анхны халуун цөмийн цахилгаан станц баригдах бололтой.

Туршилтын реактор хэрхэн ажилладаг вэ?

--Бага хэмжээний устөрөгчийг вандуйны хэмжээтэй өчүүхэн жижиг капсулд хийнэ.

--Үүний дараа устөрөгчийг халаагаад 192 цацраг бүхий асар хүчтэй лазерын тусламжтайгаар шахна.

--Хий бүхий капсулын температур Цельсийн 100 сая хэмд хүрнэ. Энэ нь Нарны цөм дэх халуунаас ч илүү юм.

--Дэлхий дээрх даралтаас 100 тэрбум дахин илүү даралт үүснэ.

--Ингээд халуун цөмийн урвал явагдаж эхэлснээр энерги ялгарна.

Профессор Читтенден-ий ярьснаар бол, туршилтын явцад ялгарсан энерги нь ердөө 10-15 данх ус буцалгахад хүрэлцэх бөгөөд зөвхөн үүний тулд хэдэн тэрбум доллар зарцуулсан байна. Эл зорилгоор тусгайлан бүтээсэн төхөөрөмж нь хөлбөмбөгийн 3 талбай, 12 давхар байшинтай дүйцэхүйц нүсэр ажээ. “Хэрвээ бид халуун цөмийн синтезийн урвалд суурилсан цахилгаан станцтай болохыг хүсэж байвал дээрх шиг туршилтыг секунд тутамд хийж байх ёстой. Гэтэл туршилт бүрийг хийхийн өмнө түүнд бүтэн өдрийн турш бэлтгэж байна” хэмээн профессор ярилаа.

Америкийн эрдэмтдийн туршилтын ач холбогдол

Энгийн үгээр тайлбарлая. Бид үлээсэн бөмбөлгийг гартаа шахаж атгахад дотор нь байгаа хий нь даралт бага байгаа хэсэг руу тэмүүлэх бөгөөд ингэснээр бөмбөлөг маань хуруунуудын завсраар цүлхийн гарч ирнэ. Үүнээс зайлсхийхийн тулд цөмийн түлш бүхий капсулыг бүх талаас нь жигд хүчээр шахах хэрэгтэй. Үүний тулд Ливерморын лабораторийн эрдэмтэд 192 ширхэг хүчтэй лазерыг ашигласан байна. Хэрвээ нэг л цацраг чиглэлээс гажвал жигд даралт үүсэхгүй, капсул цүлхийн гарч ирж “гүзээ” үүсгэх аваас халуун цөмийн синтезийн урвал явагдахгүй. Харин америкчууд жигд даралтыг бий болгож чадсанд л хамгийн гол учир бий гэж Оросын ИТЭР агентлагийн захирал А.Красильников ярьж байна. Ингэснээр Америкийн эрдэмтэд халуун цөмийн урвалыг өдөөхөд зарцуулж буй энергиэс илүү хэмжээний энергийг гарган авч чадсан нь том амжилт мөн.

Харин халуун цөмийн синтезийн урвалыг явуулахад шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлсэн гэдэг утгаараа Америкийн эрдэмтдийн хийсэн туршилт бол онцгой содон, гайхшрал төрүүлэхээр зүйл биш ажээ. Хятадын физикчид хэдэн жилийн өмнө плазмыг 120 сая хэм хүртэл халаагаад ийм төлвийг 17 минутын турш хадгалж чадсан байдаг.

Оросын эрдэмтний үзэж байгаагаар, анхнаасаа дээр дурдсан үзүүлэлтэд хүрэхийн тулд туршилтын төхөөрөмжийг тусгайлан бүтээсэн тул цэвэр цөмийн шинжлэх ухааны талаасаа "үсрэлт"гэж дүгнэхэд учир дутагдалтай, харин инженерийн талаасаа бол яах аргагүй том амжилт ажээ.

...Өнөөдөр ашиглагдаж буй атомын цахилгаан станцууд /АЦС/ нь цөмийн гинжин урвал буюу ураны атомыг задлах процессын явцад их хэмжээний эрчим хүчийг гарган авдаг бөгөөд энэ явцад цацраг идэвхт бодисууд ихээр ялгардаг байна. Харин халуун цөмийн синтез гэдэг нь үүний эсрэг урвал бөгөөд атомууд хоорондоо нэгдсэнээр химийн шинэ элементийг /химийн нэгдэлтэй андуурч болохгүй/ үүсгэдэг. Ийм урвал нь хүлэмжийн хийгээр агаар мандлыг бохирдуулахгүй, радио идэвхт хорт хаягдал ялгаруулахгүйн зэрэгцээ АЦС-ээс илүү хэмжээний эрчим хүчийг ялгаруулдаг гэдгээрээ давуу талтай.

Харин ялгарч буй энергийг хянах нь асар ярвигтай 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 болгодог бөгөөд үүний дүнд цөмийн урвал хэдэн тэрбум жилийн турш үргэлжлэн явагддаг. Харин лабораторийн нөхцөлд ийм нэгдлийг үүсгэх нь асар хэцүү.

Одоо ажиллаж буй туршилтын реакторуудад тулгарч буй гол бэрхшээл бол халуун цөмийн урвалыг өдөөхөд зарцуулж буй энерги нь урвалын дүнд гарган авч буй энергиэс их 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 сул 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 хавхлаганы тусламжтайгаар цагираган боов хэлбэртэй тороидаль камерт хийх /хананд хүргэхгүйгээр/ санааг Зөвлөлтийн эрдэмтэд сэдэж олжээ.

Харин хэдэн жилийн дараа Америкийн эрдэмтэд устөрөгч бүхий жижиг капсул дотор халуун цөмийн синтезийн урвалыг өдөөдөг "импульсын аргыг" санал болгосон байна. Тодруулбал, хүчтэй лазерын цацрагуудын тусламжтайгаар капсулыг шахах аргыг энэ удаад Ливерморын лабораторийн эрдэмтэд хэрэглэжээ.

Нефть ба байгалийн хийн үнэ өсөж, дэлхий дулаарал болж буй энэ үед халуун цөмийн цахилгаан станцуудыг барих нь асар их ач холбогдолтой. Энэ оны эхээр JET лабораторид ажилладаг Европын эрдэмтэд "цэвэр эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэр болох халуун цөмийн цахилгаан станцыг барих боломжтой" гэдгийг анх удаа туршилтаар баталсан бол энэ удаад Америкийн эрдэмтэд халуун цөмийн урвалыг өдөөхөд зарцуулж буй энергиэс илүү хэмжээний энергийг гарган авч чадсанаар тухайн салбарт үсрэлт хийлээ. Өмнө нь төсвөөс санхүүждэг шинжлэх ухааны байгууллагууд халуун цөмийн эрчим хүчийг гарган авах туршилт судалгааг хийж байсан бол сүүлийн үед хувийн компаниуд уг салбарт хөрөнгө оруулах болж, 2030 он гэхэд оновчтой технологийг бүтээж чадна гэдгээ амлаж байна.

Б.Адъяахүү

Эх сурвалж: ВВС