የዩኬ ፊውዥን ኢነርጂ ፕሮግራም፡ የSTEP ፕሮቶታይፕ የሃይል ማመንጫ ፅንሰ ሀሳብ ይፋ ሆነ 

የዩናይትድ ኪንግደም ውህደት ኢነርጂ አመራረት አካሄድ በ2019 STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) መርሃ ግብር ይፋ በሆነ መልኩ ቅርፅ ያዘ። የመጀመሪያው ምዕራፍ (2019-2024) ለተቀናጀ የውህደት ምሳሌ የኃይል ማመንጫ ፅንሰ-ሀሳብ ንድፍ መውጣቱን ተከትሎ አብቅቷል። የቶካማክ ማሽንን በመጠቀም ፕላዝማን ለመገደብ መግነጢሳዊ መስክን በመጠቀም ላይ የተመሰረተ ይሆናል ነገርግን የዩኬ STEP ባህላዊ የዶናት ቅርጽ ያለው ቶካማክ በ ITER ውስጥ ከመጠቀም ይልቅ ክብ ቅርጽ ያለው ቶካማክ ይጠቀማል። ሉላዊ ቶካማክ በርካታ ጥቅሞች አሉት ተብሎ ይታሰባል። ፋብሪካው የሚገነባው በኖቲንግሃምሻየር ሲሆን በ2040ዎቹ መጀመሪያ ላይ ስራ ይጀምራል ተብሎ ይጠበቃል።  

ፈታኝ ሁኔታዎችን በፍጥነት ለመቋቋም የሚረዳ እያደገ የመጣውን የህዝብ ብዛት እና የአለም ኢኮኖሚ እያደገ የመጣውን የኢነርጂ ፍላጎት ለማሟላት አስተማማኝ የሆነ የንፁህ ሃይል ምንጭ አስፈላጊነት (በአዳካሚ ቅሪተ አካላት ፣ በካርቦን ልቀት እና በአየር ንብረት ለውጥ ፣ ከኒውክሌር ፊዚሽን ሪአክተሮች ጋር የተዛመዱ የአካባቢ አደጋዎች እና ደካማ የታዳሽ ምንጮችን ማመጣጠን) በአሁኑ ጊዜ ከነበረው የበለጠ ኃይለኛ ተሰምቶ አያውቅም።  

በተፈጥሮ ውስጥ፣ የኑክሌር ውህደት ሃይሎች ከዋክብትን ጨምሮ ፀሀያችን በከዋክብት እምብርት ውስጥ የሚከናወኑ የውህደት ሁኔታዎች (ማለትም እጅግ በጣም ከፍተኛ የሙቀት መጠን በመቶ ሚሊዮን ዲግሪ ሴንቲግሬድ ክልል ውስጥ እና ግፊት) ያሸንፋሉ። በምድር ላይ ቁጥጥር የሚደረግበት የውህደት ሁኔታዎችን የመፍጠር ችሎታ ያልተገደበ ንጹህ ኃይል ቁልፍ ነው። ይህ ከፍተኛ የኃይል ግጭትን ለመቀስቀስ በጣም ከፍተኛ ሙቀት ያለው የውህድ አካባቢን መገንባት፣ የግጭት እድልን ለመጨመር በቂ የሆነ የፕላዝማ ጥግግት ያለው እና ውህደትን ለማስቻል ፕላዝማን በበቂ ጊዜ እንዲቆይ ማድረግን ያካትታል። እጅግ በጣም ሞቃት የሆነውን ፕላዝማን ለመገደብ እና ለመቆጣጠር መሠረተ ልማት እና ቴክኖሎጂ ውህድ ኢነርጂ ለንግድ ብዝበዛ ቁልፍ መስፈርት እንደሆነ ግልጽ ነው። የተለያዩ አካሄዶች እየተዳሰሱ ነው እና በመላው አለም በፕላዝማ ውስጥ የመዋሃድ ሃይልን ለንግድ እውን ለማድረግ እየተተገበሩ ናቸው።   

የማይነቃነቅ ውህድ (ICF) 

በማይነቃነቅ ውህደት አቀራረብ, የመዋሃድ ሁኔታዎች የሚፈጠሩት በፍጥነት በመጨመቅ እና አነስተኛ መጠን ያለው የመዋሃድ ነዳጅ በማሞቅ ነው. በሎውረንስ ሊቨርሞር ናሽናል ላቦራቶሪ (LLNL) የሚገኘው ናሽናል ኢግኒሽን ፋሲሊቲ (ኤንአይኤፍ) በሌዘር የሚመራ የኢምፕሎዥን ቴክኒክን በመጠቀም በዲዩተርየም-ትሪቲየም ነዳጅ የተሞሉ እንክብሎችን በከፍተኛ ሃይል ያለው የሌዘር ጨረሮችን በመጠቀም ያስገባል። ኤንአይኤፍ በመጀመሪያ በታህሳስ 2022 ውህደትን አገኘ። በመቀጠልም በ2023 ውህድ ማቀጣጠል በሶስት አጋጣሚዎች ታይቷል ይህም ቁጥጥር የሚደረግበት የኑክሌር ውህደት የኃይል ፍላጎቶችን ለማሟላት ጥቅም ላይ ሊውል እንደሚችል ማረጋገጫ አረጋግጧል።  

የፕላዝማ አቀራረብ መግነጢሳዊ እገዳ  

ፕላዝማን ውህድ ለማድረግ እና ለመቆጣጠር ማግኔቶችን መጠቀም በብዙ ቦታዎች እየተሞከረ ነው። IITER፣ በደቡብ ፈረንሳይ በሚገኘው በሴንት ፖል-ሌዝ-ዱራንስ የሚገኘው የ 35 ብሔራት እጅግ የሥልጣን ጥመኛ ትብብር ቶካማክ የተባለ የቀለበት ቶረስ (ወይም ዶናት መግነጢሳዊ መሣሪያ) ይጠቀማል ይህ ደግሞ የውህድ ነዳጅን ለረጅም ጊዜ በበቂ የሙቀት መጠን ለመገደብ ታስቦ ነው። ውህድ ማቀጣጠል ይከናወናል. የመዋሃድ ሃይል ማመንጫዎች መሪ የፕላዝማ እገዳ ጽንሰ-ሀሳብ፣ ቶካማክስ የፕላዝማ መረጋጋት እስካለ ድረስ የውህደት ምላሽን መቀጠል ይችላል። የITER ቶካማክ በዓለም ትልቁ ይሆናል።   

የዩኬ ስቴፕ (ሉላዊ ቶካማክ ለኃይል ምርት) ውህደት ፕሮግራም፡- 

ልክ እንደ ITER፣ የዩናይትድ ኪንግደም STEP ውህደት ፕሮግራም ቶካማክን በመጠቀም በፕላዝማ መግነጢሳዊ እገዳ ላይ የተመሠረተ ነው። ሆኖም የSTEP ፕሮግራም ቶካማክ ክብ ቅርጽ ይኖረዋል (ከ ITER ዶናት ቅርጽ ይልቅ)። ሉላዊ ቶካማክ የታመቀ፣ ወጪ ቆጣቢ እና ለመለካት ቀላል ሊሆን ይችላል።  

የSTEP ፕሮግራም በ2019 ይፋ ሆነ።የመጀመሪያው ምዕራፍ (2019-2024) ለተቀናጀ የውህደት ፕሮቶታይፕ ሃይል ማመንጫ የፅንሰ-ሃሳብ ዲዛይን መለቀቅ ላይ ደርሷል።  

የሮያል ሶሳይቲ የፍልስፍና ግብይቶች ሀ ጭብጥ፣ በሚል ርዕስFusion Energy ማድረስ - ሉላዊ ቶካማክ ለኃይል ምርት (STEP)” 15 በአቻ የተገመገሙ ወረቀቶች እ.ኤ.አ. ነሐሴ 26 ቀን 2024 ታትመዋል። ይህም የፕሮግራሙን ቴክኒካዊ ሂደት በመንደፍ እና በመገንባት የዩናይትድ ኪንግደም የመጀመሪያ ፕሮቶታይፕ ፕላንት ከውህድ የኤሌክትሪክ ኃይል ለማምረት የሚያስችል ነው። ወረቀቶቹ በ2040ዎቹ መጀመሪያ ላይ የንድፍ እና ቴክኖሎጂዎችን እና ወደ አንድ ፕሮቶታይፕ ፋብሪካ እንዲዋሃዱ የተሟላ ቅጽበታዊ ገጽ እይታን ይይዛሉ።  

የSTEP መርሃ ግብር የተጣራ ኢነርጂን፣ የነዳጅ እራስን መቻልን እና የእፅዋትን ጥገና ለማካሄድ የሚያስችል ምቹ መንገድን በማሳየት ለውህደት የንግድ አዋጭነት መንገድ ለመክፈት ያለመ ነው። ሙሉ በሙሉ የሚሰራ የፕሮቶታይፕ ተክል ለማድረስ ሁሉን አቀፍ አቀራረብን ይጠይቃል፣ ይህም መፍታትን እንደ የንድፍ አካል አድርጎ የሚቆጥር ነው። 

*** 

ማጣቀሻዎች:  

1. የዩኬ መንግስት. ጋዜጣዊ መግለጫ - ዩናይትድ ኪንግደም በ Fusion powerplant ንድፍ ዓለምን እየመራች ነው። የታተመ 03 ሴፕቴምበር 2024. በ ላይ ይገኛል https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  

2. Fusion Energy ማድረስ - ሉላዊ ቶካማክ ለኃይል ምርት (STEP)። ጭብጥ ያለው የሮያል ሶሳይቲ እትም የፍልስፍና ግብይቶች ኤ፣. በነሐሴ 15 ቀን 26 በታተሙት ጭብጥ እትም ውስጥ ያሉ ሁሉም 2024 በአቻ የተገመገሙ መጣጥፎች በ ላይ ይገኛሉ። https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  

3. የዩኬ ተመራማሪዎች ለኖቭል ፊውዥን ሃይል ማመንጫ ዲዛይኖች ፍንጭ ያሳያሉ። ሳይንስ. 4 ሴፕቴምበር 2024. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

ተዛማጅ ጽሑፎች  

• ብራውን ድዋርፍስ (BDs)፡- ጄምስ ዌብ ቴሌስኮፕ በኮከብ መሰል መንገድ የተፈጠረውን ትንሹን ነገር ይለያል። (5 January 2024) 

• 'Fusion Ignition' በሎውረንስ ላብራቶሪ ለአራተኛ ጊዜ አሳይቷል። (20 ዲሴምበር 2023) 

• Fusion Ignition እውን ይሆናል; በሎውረንስ ላብራቶሪ ውስጥ የኢነርጂ Breakeven ተገኝቷል  (15 ዲሴምበር 2022)  

***