"अब हम भविष्य की थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा और एक नए पारिस्थितिक प्रकार के ईंधन के बारे में बात कर रहे हैं जिसे पृथ्वी पर उत्पादित नहीं किया जा सकता है। हम बात कर रहे हैं हीलियम-3 के निष्कर्षण के लिए चांद के औद्योगिक विकास की। एनर्जिया रॉकेट एंड स्पेस कॉरपोरेशन के प्रमुख निकोलाई सेवस्त्यानोव का यह बयान, अगर यह कानून का पालन करने वाले रूसियों की कल्पना को झटका नहीं देता (वे अब, नए हीटिंग सीजन की पूर्व संध्या पर, केवल हीलियम -3 से निपटते हैं) , तब विशेषज्ञों और रुचि रखने वाले लोगों की कल्पना ने उदासीन नहीं छोड़ा।

यह समझ में आता है: इसे हल्के ढंग से रखने के लिए, घरेलू एयरोस्पेस उद्योग में मामलों की एक शानदार स्थिति नहीं है (रूस का अंतरिक्ष बजट संयुक्त राज्य अमेरिका की तुलना में 30 गुना कम और भारत की तुलना में 2 गुना कम है; 1989 से 2004 तक, हमने लॉन्च किया केवल 3 अनुसंधान अंतरिक्ष यान), अचानक, इस तरह, और नहीं, कम नहीं - रूसी चंद्रमा पर हीलियम -3 का उत्पादन करेंगे! मैं आपको याद दिला दूं कि सैद्धांतिक रूप से हीलियम का यह प्रकाश समस्थानिक ड्यूटेरियम के साथ थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में प्रवेश करने में सक्षम है। तदनुसार, कई वैज्ञानिकों द्वारा संलयन को सस्ती ऊर्जा का संभावित असीमित स्रोत माना जाता है। हालांकि, एक समस्या है: हीलियम -3, . के दस लाखवें हिस्से से भी कम है कुलपृथ्वी पर हीलियम। लेकिन चंद्र मिट्टी में, यह प्रकाश समस्थानिक बहुतायत में पाया जाता है: शिक्षाविद एरिक गैलीमोव के अनुसार, लगभग 500 मिलियन टन ...

वे कहते हैं कि एक समय संयुक्त राज्य अमेरिका में, डिज्नीलैंड के प्रवेश द्वार के सामने एक विशाल पोस्टर लटका हुआ था: "हम और हमारा देश सब कुछ कर सकते हैं, केवल एक चीज जो हमें सीमित करती है वह है हमारी कल्पना की सीमाएं।" यह सब सच्चाई से दूर नहीं था: एक तेज और कुशल परमाणु परियोजना, एक काल्पनिक रूप से सफल चंद्र कार्यक्रम, रणनीतिक रक्षा पहल (एसडीआई), जिसने सोवियत अर्थव्यवस्था को पूरी तरह से समाप्त कर दिया। ...

संक्षेप में, राज्य के मुख्य कार्यों में से एक, विशेष रूप से 20 वीं शताब्दी में, कल्पना के कगार पर वैज्ञानिक समुदाय के लिए कार्यों का निर्माण करना था। यह सोवियत राज्य पर भी लागू होता है: विद्युतीकरण, औद्योगीकरण, निर्माण परमाणु बम, पहला उपग्रह, नदियों की बारी... वैसे, डिज़नीलैंड के सामने हमारा अपना "पोस्टर" था - "हम एक परी कथा को सच करने के लिए पैदा हुए थे!"

"मुझे लगता है कि कुछ बड़ी तकनीकी समस्या में कमी है," मेरे साथ एक साक्षात्कार में रूसी विज्ञान अकादमी के अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान के वैज्ञानिक सचिव, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर अलेक्जेंडर ज़खारोव ने कहा। - शायद, इसी वजह से वे उठे हाल के समय मेंयह सब थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के लिए चंद्रमा पर हीलियम -3 के उत्पादन के बारे में बात करता है। यदि चंद्रमा खनिजों का स्रोत है, और वहां से इस हीलियम-3 को ले जाने के लिए, लेकिन पृथ्वी पर पर्याप्त ऊर्जा नहीं है ... यह सब समझ में आता है, यह बहुत सुंदर लगता है। और इसके लिए प्रभावशाली लोगों को धन आवंटित करने के लिए राजी करना शायद आसान है। मुझे भी ऐसा ही लगता है"।

लेकिन बात यह है कि अभी पृथ्वी पर कोई तकनीक नहीं है - और अगले 50 वर्षों में कम से कम इसके प्रकट होने की उम्मीद नहीं है - थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में जलती हुई हीलियम -3। ऐसे रिएक्टर का ड्राफ्ट डिजाइन तक नहीं है। अंतर्राष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर ITER, जो वर्तमान में फ्रांस में निर्माणाधीन है, को हाइड्रोजन आइसोटोप - ड्यूटेरियम और ट्रिटियम को "बर्न" करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। थर्मोन्यूक्लियर रिएक्शन के "इग्निशन" का परिकलित तापमान 100-200 मिलियन डिग्री है। हीलियम -3 का उपयोग करने के लिए, तापमान परिमाण का एक क्रम या दो अधिक होना चाहिए।

तो, रूस के सबसे बड़े रॉकेट और अंतरिक्ष निगम के प्रमुख, निकोलाई सेवस्त्यानोव, अभिव्यक्ति के लिए खेद है, अपने हीलियम -3 के साथ हमारे दिमाग को पाउडर कर रहे हैं? नहीं लग रहा है। क्यों!?

"अंतरिक्ष उद्योग स्वाभाविक रूप से इतनी बड़ी और महंगी परियोजना में रुचि रखता है," अलेक्जेंडर ज़खारोव कहते हैं। "लेकिन इसके व्यावहारिक उपयोग के संदर्भ में, यह बिल्कुल स्पष्ट है कि यह समय से पहले है।"

हीलियम -3 परियोजना को लागू करने के लिए, चंद्रमा की अतिरिक्त खोज के लिए एक विशेष कार्यक्रम बनाना, अंतरिक्ष यान के एक पूरे स्क्वाड्रन को लॉन्च करना, हीलियम -3 के निष्कर्षण, इसके प्रसंस्करण के मुद्दों को हल करना आवश्यक है ... यह देश को बर्बाद कर देगा किसी भी एसडीआई से भी बदतर।

"मैं यह नहीं कहना चाहता कि वैज्ञानिक दृष्टिकोण से चंद्रमा पूरी तरह से बंद है - वैज्ञानिक कार्य भी बाकी हैं," अलेक्जेंडर ज़खारोव पर जोर देते हैं। - लेकिन, जैसा कि वे कहते हैं, यह कदम दर कदम किया जाना चाहिए, मैं अन्य वैज्ञानिक कार्यों के बारे में नहीं भूलता। और फिर हम किसी तरह दूर भागे: जैसे ही अमेरिकियों ने मंगल पर मानवयुक्त उड़ान के कार्यक्रम की घोषणा की, हम तुरंत घोषणा करते हैं कि हम भी ऐसा करने के लिए तैयार हैं। हमने चंद्र कार्यक्रमों के बारे में सुना - चलो यह भी करते हैं ... हमारे पास कोई जानबूझकर, संतुलित, रणनीतिक राष्ट्रीय कार्य नहीं है।

यहां हम फिर से वहीं हैं जहां हमने शुरू किया था, सामरिक राष्ट्रीय कार्य के लिए। परेशानी यह है कि, अमेरिकियों के विपरीत, हम अपनी कल्पना से इतने सीमित नहीं हैं - इसके साथ, जैसा कि निकोलाई सेवस्त्यानोव के बयान से पता चलता है, हमारे साथ सब कुछ क्रम में है। लेकिन सबसे मामूली अनुमानों के अनुसार, हीलियम -3 कार्यक्रम (चलो इसे कहते हैं), सबसे रूढ़िवादी अनुमानों के अनुसार, पांच साल के शोध के लिए 5 बिलियन डॉलर की आवश्यकता होगी।

विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, टोकमाक्स पर आधारित संलयन की समस्या में, भले ही फेसलाअंतर्राष्ट्रीय प्रायोगिक रिएक्टर ITER के निर्माण के बारे में, एक निश्चित ठहराव रहा है। (हालांकि, यह एक अलग चर्चा का विषय है।) मुझे ऐसा लगता है कि प्रभावशाली थर्मोन्यूक्लियर लॉबी के कुछ हिस्से के लिए हीलियम -3 समस्या पुनर्जीवन और पेशेवर महत्वाकांक्षाओं की प्राप्ति के लिए एक नया स्थान है।

इतना ही नहीं - और यह काफी सनसनीखेज बात है, और एकमात्र कारण मैंने इसके साथ अपना लेख शुरू नहीं किया - जैसा कि हमें एयरोस्पेस उद्योग के एक विशेषज्ञ द्वारा बताया गया था, चंद्रमा पर प्रकाश हीलियम आइसोटोप के निष्कर्षण के लिए रूसी परियोजना 1 अरब डॉलर आवंटित किया गया है! कथित तौर पर यह पैसा अमेरिकी मूल का है।

इस तरह के संयोजन की सभी पेचीदगियों के बावजूद, इसमें अंत काफी सफलतापूर्वक मिलते हैं। हाल ही में घोषित चंद्र आधार कार्यक्रम, यूएस नेशनल एरोनॉटिक्स एजेंसी और के लिए $ 104 बिलियन सुरक्षित करने के लिए अंतरिक्ष अनुसंधानयह दिखाना आवश्यक था कि "रणनीतिक प्रतियोगी" भी अलर्ट पर हैं। यही है, "रूसी" अरब, एक तरह से, नासा की ऊपरी लागत है ... इसलिए रूस में हीलियम -3 उत्पादन में रुचि की वृद्धि, तर्कसंगत उद्देश्यों से अस्पष्ट है।

अगर यह सच है तो एक बार फिर हम सभी को फिजिक्स टुडे पत्रिका में दस साल पहले प्रकाशित सूत्र की वैधता को सत्यापित करना होगा। यहाँ यह है: "वैज्ञानिक सत्य के उदासीन साधक नहीं हैं, बल्कि वैज्ञानिक प्रभाव के लिए एक भयंकर प्रतियोगिता में भाग लेते हैं, जिसके विजेता बैंक को तोड़ देते हैं।"

हाल के महीनों में संचार मीडियानियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के लिए हीलियम -3 के निष्कर्षण के लिए परियोजनाओं के कई राज्यों (मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और चीन) की उपस्थिति के बारे में बहुत कुछ कहा जाता है। इन परियोजनाओं को कई लोग सचमुच मानवता की सभी समस्याओं के समाधान के रूप में देखते हैं। तो क्या है हीलियम-3?

पृथ्वी पर मौजूद सभी हीलियम परमाणुओं में से 99.999862% परमाणुओं का द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान का 4 गुना है। यह हीलियम-4 है। इसके परमाणु नाभिक अल्फा कण होते हैं जो रेडियोधर्मी क्षय के दौरान बनते हैं। और शेष 0.000138% हीलियम परमाणु हाइड्रोजन परमाणु से केवल 3 गुना भारी हैं। यह हीलियम-3 है।

ब्रह्मांड के पैमाने पर हीलियम -3 और हीलियम -4 का अनुपात काफी भिन्न है - वहां इन समस्थानिकों की संख्या परिमाण के लगभग एक क्रम से भिन्न होती है। उल्कापिंड और चंद्र चट्टानों में, हीलियम -3 की सामग्री हीलियम की कुल मात्रा का 17 से 32% तक भिन्न होती है। अरबों साल पहले, पृथ्वी पर हीलियम -4 से हीलियम -3 का अनुपात पूरे ब्रह्मांड में समान था। हालाँकि, तब से जो समय बीत चुका है, प्राथमिक न्यूक्लियोसिंथेसिस के दौरान बनने वाला हीलियम पूरी तरह से वाष्पित हो गया है पृथ्वी का वातावरण. और आज पृथ्वी पर जितने भी हीलियम हैं, वे रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप बने हैं। यानी पृथ्वी पर व्यावहारिक रूप से केवल हीलियम -4 है। और हीलियम -3 केवल सूर्य पर ही वहां होने वाली थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनता है (मुख्य रूप से हीलियम -4 सूर्य पर बनता है, लेकिन वहां भी बहुत सारे हीलियम -3 का निर्माण होता है)। सूर्य से, ये तत्व तथाकथित "सौर हवा" (एक विशेष प्रकार की ब्रह्मांडीय किरणों) के रूप में अंतरिक्ष में बिखर जाते हैं। "सौर हवा" पृथ्वी और अन्य ग्रहों से नहीं टकराती है: वातावरण और चुंबकीय क्षेत्र हस्तक्षेप करते हैं। लेकिन, मान लीजिए, चंद्रमा पर, वायुमंडल से रहित, "सौर हवा" के कण गिरते हैं और मिट्टी की सतह परत में "फंस जाते हैं"।

कुछ समय पहले तक, ये तथ्य विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक रुचि के थे। व्यावहारिक स्तर पर, उन्होंने हीलियम -3 के बारे में बात करना शुरू कर दिया जब यह स्पष्ट हो गया कि आने वाले दशकों में तेल खत्म हो जाएगा। कोयला और गैस थोड़ी देर तक चलेंगे, लेकिन लंबे समय तक नहीं। जाहिर है, ऊर्जा की समस्या को हल करने का एकमात्र तरीका परमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग करना है। हालाँकि, यूरेनियम के भंडार भी अनंत नहीं हैं ... इसलिए, थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के उपयोग का विचार आधी सदी से हमेशा लोकप्रिय रहा है।

सूर्य पर होने वाली थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं में, हाइड्रोजन के प्रकाश समस्थानिक के चार परमाणु ऊर्जा की रिहाई के साथ एक हीलियम परमाणु में संयुक्त होते हैं। हालांकि, पृथ्वी पर उत्पादित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के लिए, एक हल्का हाइड्रोजन आइसोटोप (सभी हाइड्रोजन का 99.985% का गठन) काम नहीं करेगा, क्योंकि प्रकाश हाइड्रोजन आइसोटोप की संलयन प्रतिक्रिया में एक बहुत छोटा क्रॉस सेक्शन (प्रतिक्रिया संभावना) होता है। यह प्रतिक्रिया का निम्न क्रॉस सेक्शन है जो सूर्य की स्थिरता सुनिश्चित करता है - अन्यथा यह एक स्थिर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया नहीं होगी, बल्कि एक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट होगा।

पृथ्वी पर उत्पन्न होने वाली थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं के लिए, "भारी हाइड्रोजन" - ड्यूटेरियम - की आवश्यकता होती है। पृथ्वी पर मौजूद हाइड्रोजन में से (ज्यादातर पानी के रूप में), ड्यूटेरियम 0.015% बनाता है। इसे इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जा सकता है सादे पानीजिसमें ड्यूटेरियम द्रव्यमान के अनुसार 0.0017% है। हालांकि, ड्यूटेरियम के अलावा, थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के लिए एक दूसरे घटक की आवश्यकता होती है, जिसका परमाणु हाइड्रोजन से 3 गुना भारी होना चाहिए। यह या तो "सुपरहैवी हाइड्रोजन" हो सकता है, जिसे ट्रिटियम कहा जाता है, या वही हीलियम -3। ट्रिटियम पृथ्वी पर मौजूद नहीं है, इसके अलावा, यह अत्यधिक रेडियोधर्मी और अस्थिर है। ट्रिटियम हाइड्रोजन बम और प्रायोगिक सुविधाओं के लिए उपयुक्त है, लेकिन "औद्योगिक" रिएक्टरों के लिए नहीं (हाइड्रोजन बम में, ट्रिटियम तब बनता है जब प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप लिथियम न्यूट्रॉन से विकिरणित होता है: 6 ली + एन -> 3 एच + 4 हे) . ट्रिटियम से जुड़ी एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया निम्नलिखित समीकरण द्वारा वर्णित है: 2 एच + 3 एच -> 4 हे + एन + 17.6 मेव। यह प्रतिक्रिया है जिसे नियोजित परियोजनाओं में मुख्य माना जाता है, विशेष रूप से, अंतरराष्ट्रीय आईटीईआर परियोजना में बनाया जा रहा है।

हालांकि, इस तरह की प्रतिक्रिया का नुकसान सबसे पहले, इसके लिए अत्यधिक रेडियोधर्मी ट्रिटियम की आवश्यकता है, और दूसरी बात यह है कि इस तरह की प्रतिक्रिया के दौरान मजबूत न्यूट्रॉन विकिरण होता है। इसलिए, हाल ही में एक "न्यूट्रॉन रहित" थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की परियोजनाएं बनाई गई हैं, जिसके लिए हीलियम -3, हीलियम का एक हल्का समस्थानिक, ईंधन के रूप में कार्य करता है। "न्यूट्रॉन रहित" प्रतिक्रियाओं के समीकरण इस प्रकार हैं:

3 He + 3 He -> 4 He + 2p + 12.8 MeV,
3 हे + डी -> 4 हे + पी + 8.35 मेव।

ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्रतिक्रिया की तुलना में हीलियम -3 पर प्रतिक्रियाओं का लाभ यह है कि, सबसे पहले, इसे ईंधन के रूप में रेडियोधर्मी आइसोटोप की आवश्यकता नहीं होती है, और दूसरी बात, परिणामी ऊर्जा न्यूट्रॉन के साथ नहीं, बल्कि प्रोटॉन के साथ ले जाती है, जिससे ऊर्जा निकालना आसान होगा।

एकमात्र समस्या पृथ्वी पर हीलियम -3 की आभासी अनुपस्थिति है। लेकिन, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, हीलियम -3 चंद्र मिट्टी में है। तो जीवाश्म ईंधन खत्म होने के बाद ऊर्जा स्रोत रखने के लिए, अंतरिक्ष एजेंसियां विभिन्न देशचंद्रमा पर एक आधार बनाने की योजना विकसित कर रहे हैं जो चंद्र मिट्टी (जिसे रेगोलिथ कहा जाता है) को संसाधित करेगा, इससे हीलियम -3 निकालेगा और इसे तरल रूप में पृथ्वी पर थर्मोन्यूक्लियर पावर प्लांट तक पहुंचाएगा। एक टन हीलियम -3 कई वर्षों तक सभी मानव जाति की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है, जो चंद्र आधार बनाने की सभी लागतों का भुगतान करेगा। बुश ने पहले ही एक लक्ष्य निर्धारित किया है: 2015-2020 में एक अमेरिकी चंद्र आधार बनाना।

और आज रूस में क्या किया जा रहा है? यहां समाचार एजेंसियों की रिपोर्टों का चयन किया गया है

"रूस फिर से शुरू कर सकता है चंद्र कार्यक्रमकई वर्षों के लिए
15 जनवरी 2004

रूस चंद्रमा और मंगल की खोज के लिए कार्यक्रमों को फिर से शुरू करने के मुद्दे पर चर्चा कर रहा है, रोसावियाकोसमॉस के पहले उप प्रमुख निकोलाई मोइसेव ने आईटीएआर-टीएएसएस को बताया। "साल के अंत तक, 2015 तक संघीय अंतरिक्ष कार्यक्रम विकसित किया जाएगा, जिसमें ये परियोजनाएं शामिल हो सकती हैं," उन्होंने कहा। मोइसेव के अनुसार, "वैज्ञानिक चंद्रमा और मंगल पर अभियान आयोजित करने के लिए कई पहल करते हैं, लेकिन यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि उनमें से कौन संघीय कार्यक्रम में शामिल होगा।"

लावोचिन रिसर्च एंड प्रोडक्शन एसोसिएशन के पहले उप महानिदेशक रोनाल्ड क्रेमनेव कहते हैं, रूस कुछ वर्षों के भीतर चंद्र कार्यक्रम को पुनर्जीवित कर सकता है।
"पिछली सदी के 70 के दशक के उत्तरार्ध में पृथ्वी के उपग्रह की खोज के लिए सोवियत कार्यक्रम में कटौती के बाद, हम तीन दशकों से अधिक समय से आधुनिक स्तर पर इस विषय पर वैज्ञानिक और तकनीकी विकास का समर्थन कर रहे हैं," क्रेमनेव कहते हैं। उनके अनुसार, वर्तमान समय में उद्यम में जहां पौराणिक "लूनोखोद" बनाया गया था, "चंद्र ऑटोमेटा पर एक गंभीर बैकलॉग है।" क्रेमनेव के अनुसार, इस तरह के उपकरण के निर्माण और लॉन्च पर 600 मिलियन रूबल की लागत आएगी।

रूसी विज्ञान अकादमी के अंतरिक्ष परिषद के ब्यूरो के सदस्य शिक्षाविद एरिक गैलीमोव का मानना ​​है कि चंद्र ऊर्जा स्रोत पृथ्वी को वैश्विक ऊर्जा संकट से बचा सकते हैं। वैज्ञानिक का दावा है कि ट्रिटियम को चंद्रमा पर खनन करके पृथ्वी पर पहुंचाया जा सकता है।
स्रोत: NEWSru.com

रूसी वैज्ञानिक ने बुलडोजर से चांद से चमत्कारिक ईंधन निकालने का प्रस्ताव रखा
23 जनवरी 2004

अकदमीशियन रूसी अकादमीविज्ञान।, आरएएस स्पेस काउंसिल के ब्यूरो के सदस्य, एरिक गैलीमोव का मानना ​​​​है कि चंद्र ईंधन के निष्कर्षण के लिए तुरंत तैयारी शुरू करना आवश्यक है, ITAR-TASS रिपोर्ट। चंद्रमा पर हीलियम -3 का उत्पादन और अंतरिक्ष यान द्वारा उसे वहां से हटाना, उनकी राय में, 30-40 वर्षों में शुरू किया जा सकता है।

"सभी मानव जाति को एक वर्ष के लिए ऊर्जा प्रदान करने के लिए, केवल दो या तीन उड़ानों की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष यान 10 टन की वहन क्षमता के साथ, जो चंद्रमा से हीलियम -3 वितरित करेगा ... अंतरग्रहीय वितरण की लागत वर्तमान में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पन्न बिजली की लागत से दस गुना कम होगी," गैलीमोव ने कहा।

वैज्ञानिक के मुताबिक पदार्थ की डिलीवरी 30-40 साल में शुरू हो सकती है, लेकिन इस क्षेत्र में अभी से काम शुरू करना जरूरी है. उनके अनुसार, परियोजना के विकास के लिए "केवल 25-30 मिलियन डॉलर की आवश्यकता होगी।" वैज्ञानिक ने विशेष बुलडोजर के साथ चंद्र सतह से हीलियम -3 एकत्र करने का प्रस्ताव रखा है।
स्रोत: लेंटा.रु

पर पिछले सप्ताहनए अमेरिकी अंतरिक्ष कार्यक्रम पर अपने भाषण में, राष्ट्रपति बुश ने घोषणा की कि चंद्रमा पर एक स्थायी आधार स्थापित किया जाना चाहिए, जो आगे मानव अंतरिक्ष अन्वेषण की दिशा में पहला कदम होगा। उन्होंने यह भी कहा कि रॉकेट ईंधन और सांस लेने योग्य हवा का उत्पादन करने के लिए चंद्र मिट्टी को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।

बुश ने उदाहरण के रूप में चंद्र मिट्टी को पुन: चक्रित करने के दो तरीकों का हवाला दिया, लेकिन चंद्र खनिजों की सूची वास्तव में काफी लंबी है ... चंद्र मिट्टी में पाए जाने वाले सिलिकॉन का उपयोग करने के लिए किया जा सकता है सौर पेनल्स, लोहा - विभिन्न धातु संरचनाओं के लिए, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और मैग्नीशियम - एक जहाज बनाने के लिए जो पृथ्वी से दूर अंतरिक्ष में जाएगा।
और, ज़ाहिर है, वे चंद्रमा पर हीलियम -3 आइसोटोप निकालने जा रहे हैं, जो पृथ्वी पर बहुत दुर्लभ है, और स्थलीय परिस्थितियों में इसका उत्पादन बहुत महंगा है।

(सिलिकॉनवैली डॉट कॉम से अनुकूलित)

मार्च 2003 में, चीनी अंतरिक्ष कार्यक्रम के नेतृत्व ने आधिकारिक तौर पर चंद्रमा पर एक शोध जांच भेजने पर काम शुरू करने की घोषणा की। हाल ही में वैज्ञानिक निदेशकइस परियोजना के दौरान, चीनी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद ओयांग ज़ियुआन ने घोषणा की कि पहले से ही चंद्र अन्वेषण के इस पहले चरण में, चीन विज्ञान और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकियों के विकास में एक बड़ा योगदान देने की उम्मीद करता है। तो चीनी चंद्र परियोजना जल्दी से अपने लिए भुगतान करने का वादा करती है।

चीन के चंद्र अन्वेषण कार्यक्रम का पहला चरण, अन्य बातों के अलावा, चंद्र मिट्टी की मोटाई को मापेगा, सतह की उम्र का अनुमान लगाएगा, और वहां उपलब्ध हीलियम -3 की मात्रा निर्धारित करेगा (पृथ्वी पर पाया जाने वाला एक बहुत ही दुर्लभ हीलियम आइसोटोप फ्यूजन रिएक्टर के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है)
(स्पेस डेली सामग्री पर आधारित)

. के बारे में दिलचस्प विचार अंतरिक्ष कार्यक्रम, हीलियम -3 भंडार प्राप्त करने के लिए आवश्यक, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार, कॉस्मोनॉटिक्स अकादमी के संबंधित सदस्य के लेख में दिए गए हैं। K. E. Tsiolkovsky यूरी एस्कोव "स्वच्छ ईंधन के लिए - यूरेनस के लिए, में प्रकाशित" रूसी अखबार", 11 अप्रैल, 2002। लेखक लिखते हैं कि दूर के विशाल ग्रहों के वायुमंडल में हीलियम -3 की खोज करना चंद्रमा की तुलना में और भी अधिक कुशल है, उदाहरण के लिए, यूरेनस, जहां हीलियम -3 1:300 है (जो कि है चंद्र की तुलना में एक हजार गुना अधिक लेखक के सुझाव पर, "हीलियम -3 का उत्पादन और पृथ्वी पर इसकी डिलीवरी मानव रहित डिस्पोजेबल अंतरिक्ष वाहनों ("टैंकरों") द्वारा की जानी चाहिए, जिसमें इलेक्ट्रोन्यूक्लियर इंजन की शक्ति होती है पूरे दो-तरफ़ा उड़ान में 100,000 kW संचालित होता है। 10 वर्षों में, डिवाइस 6 बिलियन किमी की एक कल्पनीय दूरी को पार कर जाएगा ध्यान दें कि एक स्वीकार्य समय (10 वर्ष) में इतनी विशाल दूरी को कवर करने में सक्षम इंजन केवल पर काम कर सकता है वर्तमान परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के समान ईंधन का उपयोग करके परमाणु ऊर्जा (सिद्धांत रूप में, आप सौर बैटरी पर उड़ सकते हैं, लेकिन तब उपकरण का वजन सैकड़ों हजारों टन होगा); इसके अलावा, उक्त इंजन पर्यावरण की दृष्टि से बहुत "गंदा" है। उह, तो नहीं पर्यावरण के मुद्देंपृथ्वी की आबादी के लिए यह नहीं बनाता है।

3 बिलियन kW की कुल क्षमता वाले ग्राउंड-आधारित TNPPs की निर्बाध आपूर्ति की प्रणाली में पृथ्वी की कक्षा के निकट से समय-समय पर (वर्ष में चार बार) लॉन्च किए गए "टैंकर" शामिल होंगे। वाहन में केवल एक ही रास्ते के लिए पर्याप्त ईंधन होगा: यह खाली टैंकों के साथ लक्ष्य के लिए उड़ान भरेगा। यूरेनस के लिए उड़ान भरने और ग्रह के वायुमंडल के भीतर एक कक्षा में प्रवेश करने के बाद, "टैंकर" आसपास के वातावरण को घटकों में विभाजित करने के लिए प्लांट मोड में काम करना शुरू कर देगा: यह वाणिज्यिक हीलियम -3 और हाइड्रोजन को तरलीकृत गैस से अलग करेगा, जिसका उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है। वापसी की उड़ान के लिए; अधिकांश हाइड्रोजन और सभी सामान्य हीलियम को पानी में फेंक दिया जाएगा। इस प्रकार, वापसी ईंधन भरना (जिसके बिना वापसी का कार्य अवास्तविक है) वास्तव में मुक्त हो जाता है। उड़ान के परिणामस्वरूप, 70 टन तरल हीलियम-3 को पृथ्वी की कक्षा के निकट पहुंचाया जाएगा; किसी भी समय पृथ्वी-यूरेनस मार्ग पर लगभग 40 "टैंकर" होंगे।

एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है: आज मौजूद प्रौद्योगिकियां ऐसी प्रणाली के कामकाज को किस हद तक सुनिश्चित कर सकती हैं? उत्तर: इनमें से अधिकांश तत्व उपलब्ध हैं, जैसा कि वे कहते हैं, "हार्डवेयर में", बाकी बहुत उन्नत डिजाइन विकास के स्तर पर हैं, आंशिक रूप से प्रयोगात्मक चरण में लाए गए हैं। यहां की मुख्य समस्या ऑनबोर्ड पावर प्लांट है। आज तक, जमीन पर आधारित परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टरों के निर्माण और संचालन में एक बड़ा सकारात्मक अनुभव जमा हुआ है, जिसमें 30 साल तक के संसाधन के साथ 4 मिलियन kW की क्षमता है; परमाणु पनडुब्बी रिएक्टरों की शक्ति दसियों वर्षों के संसाधन के साथ 100,000 kW तक पहुँचती है; संयुक्त राज्य अमेरिका और यूएसएसआर दोनों में अंतरिक्ष परमाणु इंजनों के लिए उच्च तापमान रिएक्टरों का परीक्षण किया गया था। लॉन्च किए गए मानव रहित वाहन (200 टन ईंधन सहित 450 टन) के आकार के लिए, यह आईएसएस के द्रव्यमान के परिमाण के क्रम से मेल खाता है (और अंतिम परियोजना में, आईएसएस का द्रव्यमान और भी बड़ा होने की योजना है ); कक्षा में कुल वार्षिक कार्गो प्रवाह (1900 टन) मानक कार्यक्रमों (अंतरिक्ष संचार, टेलीविजन प्रसारण, आदि) के लिए नियोजित की तुलना में कम है। ऐसे कक्षीय हीलियम-हाइड्रोजन संयंत्र के अधिकांश तत्व आज पहले से मौजूद हैं और क्रायोजेनिक उद्योग में सफलतापूर्वक काम कर रहे हैं।" लेखक का कहना है कि प्रौद्योगिकी विकास के वर्तमान स्तर के साथ भी, ऐसी परियोजना काफी आर्थिक रूप से व्यवहार्य होगी: "दुनिया में बिजली की बिक्री मूल्य 5 से 10 सेंट प्रति किलोवाट है। ज. सरलतम अंकगणित से यह स्पष्ट है कि यूरेनस से हीलियम -3 की डिलीवरी 1 टन 10 बिलियन डॉलर की कीमत पर भी लाभदायक रहेगी। इस तरह के एक संयंत्र को कक्षा में लॉन्च करने की लागत $ 10 मिलियन प्रति टन है (वैसे, यह सोने की वर्तमान कीमत है), और अल्पावधि में पुन: प्रयोज्य वाहक इस कीमत को $ 1 मिलियन प्रति टन आउटपुट कार्गो तक कम कर देंगे।

यह कहना आम हो गया है कि ज्ञान प्रधान उद्योग (परमाणु, अंतरिक्ष, आदि) अर्थव्यवस्था का लोकोमोटिव हैं। हीलियम-3 के मामले में भी ऐसा ही मामला है। यह विधि, जो हल करेगी ऊर्जा की समस्यापर्याप्त रूप से लंबे समय के लिए, यदि इसके कार्यान्वयन के लिए धन खोजने के अवसर हैं, तो यह रूसी विज्ञान-गहन उद्योगों की प्रगति का मौका बन सकता है: दोनों अंतरिक्ष यात्री (जो एक अलग चर्चा का विषय है) और थर्मोन्यूक्लियर तकनीक।
फिलहाल, थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन में दो मुख्य दिशाएं हैं: टोकामक्स और लेजर फ्यूजन। इनमें से पहला विकल्प वर्तमान में अंतर्राष्ट्रीय प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर ITER की परियोजना में लागू किया जा रहा है। इस रिएक्टर को "टोकमक" योजना के अनुसार डिज़ाइन किया गया है (जिसका अर्थ है "चुंबकीय कॉइल के साथ टॉरॉयडल चैंबर" वाक्यांश के लिए एक संक्षिप्त नाम)। एक टोकामक के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: एक प्लाज्मा गुच्छा में एक विद्युत प्रवाह बनाया जाता है, और साथ ही, किसी भी वर्तमान की तरह, इसका अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है - प्लाज्मा गुच्छा, जैसा कि था, एक चुंबक बन जाता है . और फिर, एक निश्चित विन्यास के बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की मदद से, कक्ष के केंद्र में एक प्लाज्मा बादल को निलंबित कर दिया गया, जिससे वह दीवारों के संपर्क में नहीं आ सके। गैस में हमेशा मुक्त आयन और इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो कक्ष में एक वृत्त में घूमने लगते हैं। यह करंट गैस को गर्म करता है, आयनित परमाणुओं की संख्या बढ़ती है, करंट की ताकत बढ़ती है और प्लाज्मा का तापमान एक साथ बढ़ता है। इसका मतलब है कि हाइड्रोजन नाभिक की संख्या जो एक हीलियम नाभिक में विलीन हो गई है और जारी ऊर्जा बढ़ रही है। हालांकि, मॉस्को इंस्टीट्यूट ऑफ एटॉमिक एनर्जी में लगभग पचास साल पहले शुरू हुए प्रयोगों से पता चला है कि चुंबकीय क्षेत्र में निलंबित प्लाज्मा अस्थिर निकला - प्लाज्मा का थक्का बहुत जल्दी "क्षय" हो गया और कक्ष की दीवारों पर गिर गया। यह पता चला कि कई जटिल भौतिक प्रक्रियाओं के संयोजन से अस्थिरता होती है। इसके अलावा, यह पता चला कि स्थिर प्लाज्मा कारावास का समय सेटअप के आकार के साथ बढ़ता है। सबसे बड़ी घरेलू मशीन TOKAMAK-15 में पहले से ही पांच मीटर से अधिक के बाहरी "डोनट" व्यास के साथ एक टॉरॉयडल वैक्यूम कक्ष है। रूस, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका, फ्रांस और इंग्लैंड में बड़े शोध टोकामक बनाए गए थे। कुछ साल पहले, विशेषज्ञ इस निष्कर्ष पर पहुंचे थे कि शेष अनसुलझी समस्याओं की जांच एक वास्तविक शक्ति थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर के जितना संभव हो सके एक सुविधा में की जानी चाहिए। इस समझ के कारण ITER का निर्माण हुआ। नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया करने का यह प्रकार अन्य सभी प्रतिष्ठानों और विधियों से मुख्य रूप से अलग है क्योंकि यह मूल रूप से संदेह और खोजों के दायरे से परे चला गया है। पचास वर्षों के शोध में संचित भौतिक और इंजीनियरिंग डेटा के विशाल डेटाबेस के लिए धन्यवाद, वह एक प्रयोगात्मक रिएक्टर के चरण के करीब आ गया। इसने, जाहिरा तौर पर, अंतर्राष्ट्रीय समुदाय को ITER बनाने के लिए प्रेरित किया - वैज्ञानिकों ने फैसला किया कि एक अमीर देश भी अकेले थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर बनाने का कोई मतलब नहीं है - परिणाम ज्ञान और अनुभव होगा जो अभी भी सामान्य संपत्ति बन जाएगा और तुरंत कुछ भी योगदान नहीं देगा। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था को। साथ ही, बलों में शामिल होने से, आप नाटकीय रूप से अपने कामकाजी संलयन की प्रगति में तेजी ला सकते हैं और अपनी लागत कम कर सकते हैं। इसलिए, 1992 में, IAEA के तत्वावधान में ITER रिएक्टर के संयुक्त तकनीकी डिजाइन पर एक समझौते पर हस्ताक्षर किए गए थे। और इसका वैचारिक डिजाइन हमारे देश की पहल पर चार साल पहले शुरू हुआ था। आईटीईआर डिजाइन टीम में यूरोपीय संघ, रूस, अमेरिका और जापान के विशेषज्ञ शामिल थे।
नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के रास्ते पर एक और दिशा लेजर थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन (एलटीएफ) है। यह इस तथ्य में निहित है कि थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के लिए "कच्चे माल" का लक्ष्य लेजर बीम द्वारा सभी तरफ से विकिरणित होता है, और इस प्रकार वहां स्थितियां बनाई जाती हैं जो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के कार्यान्वयन के लिए पर्याप्त होती हैं। मुश्किल यह है कि इसे तकनीकी रूप से कैसे लागू किया जाए। मेरा शोध प्रबंध लेजर विकिरण के तहत गोलाकार लक्ष्यों में ऑप्टिकल अनुनाद की घटना के कंप्यूटर सिमुलेशन को पूरा करने में शामिल है। गणना से पता चलता है कि, कुछ शर्तों के तहत, एक ऑप्टिकल लक्ष्य में एक ऊर्जा एकाग्रता होती है, जिस पर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक स्थितियां उत्पन्न हो सकती हैं।

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की तकनीक में महारत हासिल करने वाला राज्य, दूसरों से पहले यह तकनीक, दूसरों पर भारी लाभ प्राप्त करेगा। रूस को सभ्यता के बाहरी इलाके में नहीं रहने और इन परियोजनाओं के विकास में भाग लेने के लिए, राज्य नेतृत्व की राजनीतिक इच्छाशक्ति की आवश्यकता है, ठीक उसी तरह जैसे सोवियत परमाणु और अंतरिक्ष परियोजनाएंबीसवीं सदी के मध्य में।

भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार ए. पेट्रुकोविच।

अमेरिकी राष्ट्रपति के हल्के हाथ से, 2003 के अंत में, अंतरिक्ष में मानव जाति के लिए नए लक्ष्यों के मुद्दे को एजेंडे में रखा गया था। अन्य प्रस्तावों के अलावा, चंद्रमा पर एक रहने योग्य स्टेशन बनाने का लक्ष्य आंशिक रूप से पृथ्वी पर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए हीलियम -3 के अद्वितीय चंद्र भंडार का उपयोग करने के आकर्षक विचार पर आधारित है। चंद्र हीलियम उपयोगी है या नहीं, भविष्य दिखाएगा, लेकिन इसके बारे में कहानी काफी आकर्षक है और हमें ऊर्जा और खनन के व्यावहारिक पहलुओं के साथ परमाणु नाभिक और सौर मंडल की संरचना के बारे में अपने ज्ञान की तुलना करने की अनुमति देती है।

विज्ञान और जीवन // चित्र

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क्यों? या परमाणु संलयन - वास्तविकता में कीमिया

सीसा को सोने में बदलना मध्ययुगीन रसायनज्ञों का सपना था। हमेशा की तरह, प्रकृति मानवीय कल्पनाओं से अधिक समृद्ध निकली। परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं ने सभी विविधताएं पैदा की रासायनिक तत्वहमारी दुनिया की भौतिक नींव रखना। हालांकि, संलयन भी सोने की तुलना में अधिक मूल्यवान कुछ प्रदान कर सकता है - ऊर्जा। इस अर्थ में परमाणु प्रतिक्रियाएं रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समान होती हैं (अर्थात अणुओं के परिवर्तन की प्रतिक्रियाएं): प्रत्येक यौगिक पदार्थ, चाहे वह अणु हो या परमाणु नाभिक, बाध्यकारी ऊर्जा की विशेषता होती है जिसे यौगिक को नष्ट करने के लिए खर्च किया जाना चाहिए, और जो बनने पर जारी किया जाता है। जब प्रतिक्रिया उत्पादों की बाध्यकारी ऊर्जा प्रारंभिक सामग्रियों की तुलना में अधिक होती है, तो प्रतिक्रिया ऊर्जा की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है, और यदि आप इसे एक या दूसरे रूप में लेना सीखते हैं, तो प्रारंभिक सामग्री को ईंधन के रूप में उपयोग किया जा सकता है। से रासायनिक प्रक्रियाइस अर्थ में सबसे प्रभावी, जैसा कि ज्ञात है, ऑक्सीजन के साथ बातचीत की प्रतिक्रिया है - दहन, जो आज बिजली संयंत्रों में, परिवहन में और रोजमर्रा की जिंदगी में ऊर्जा के मुख्य और अपूरणीय स्रोत के रूप में कार्य करता है (इस दौरान और भी अधिक ऊर्जा जारी की जाती है) हाइड्रोजन के साथ फ्लोरीन, विशेष रूप से आणविक फ्लोरीन की प्रतिक्रिया; हालाँकि, स्वयं फ्लोरीन और हाइड्रोजन फ्लोराइड अत्यंत संक्षारक पदार्थ हैं)।

नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की बंधन ऊर्जा उस ऊर्जा से बहुत अधिक होती है जो परमाणुओं को अणुओं में बांधती है, और इसे आइंस्टीन के महान सूत्र का उपयोग करके शाब्दिक रूप से तौला जा सकता है। इ = एम सी 2: परमाणु नाभिक का द्रव्यमान अलग-अलग प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से काफी कम है जो इसे बनाते हैं। इसलिए, एक टन परमाणु ईंधन कई लाख टन तेल की जगह लेता है। हालांकि, एक कारण के लिए संलयन को थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन कहा जाता है: इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण को दूर करने के लिए जब दो सकारात्मक चार्ज होते हैं परमाणु नाभिक, आपको उन्हें ठीक से फैलाने की आवश्यकता है, अर्थात, परमाणु ईंधन को सैकड़ों लाखों डिग्री तक गर्म करें (याद रखें कि तापमान कणों की गतिज ऊर्जा का एक उपाय है)। वास्तव में, ऐसे तापमान पर हम अब गैसों या तरल पदार्थों से नहीं, बल्कि पदार्थ की चौथी अवस्था - प्लाज्मा के साथ काम कर रहे हैं, जिसमें कोई तटस्थ परमाणु नहीं होते हैं, बल्कि केवल इलेक्ट्रॉन और आयन होते हैं।

प्रकृति में, संलयन के लिए उपयुक्त ऐसी परिस्थितियाँ केवल तारों के अंदरूनी भाग में मौजूद होती हैं। सूर्य अपनी ऊर्जा तथाकथित हीलियम चक्र प्रतिक्रियाओं के लिए देता है: प्रोटॉन से हीलियम -4 नाभिक का संश्लेषण। विशाल सितारों और सुपरनोवा विस्फोटों में, भारी तत्व भी पैदा होते हैं, इस प्रकार ब्रह्मांड में विभिन्न प्रकार के तत्वों का निर्माण होता है। (सच है, यह माना जाता है कि हीलियम का हिस्सा सीधे ब्रह्मांड के जन्म के समय, बिग बैंग के दौरान बन सकता था।) इस अर्थ में, सूर्य सबसे कुशल जनरेटर नहीं है, क्योंकि यह लंबे समय तक जलता है और धीरे-धीरे: दो प्रोटॉन से ड्यूटेरियम संलयन की पहली और सबसे धीमी प्रतिक्रिया से प्रक्रिया धीमी हो जाती है। निम्नलिखित सभी प्रतिक्रियाएं बहुत तेज हैं और तुरंत उपलब्ध ड्यूटेरियम को खा जाती हैं, इसे कई चरणों में हीलियम नाभिक में संसाधित करती हैं। नतीजतन, भले ही हम मान लें कि इसके मूल में सौर पदार्थ का केवल सौवां हिस्सा संलयन में भाग लेता है, ऊर्जा रिलीज केवल 0.02 वाट प्रति किलोग्राम है। हालाँकि, यह ठीक यही धीमापन है, जिसे मुख्य रूप से छोटे, तारकीय मानकों द्वारा समझाया गया है, ल्यूमिनेरी का द्रव्यमान (सूर्य उप-बौनों की श्रेणी से संबंधित है) और कई अरबों वर्षों के लिए सौर ऊर्जा के प्रवाह की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, हम पर बकाया है पृथ्वी पर जीवन का अस्तित्व। विशाल सितारों में, पदार्थ का ऊर्जा में परिवर्तन बहुत तेज होता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप, वे ग्रह प्रणालियों को ठीक से प्राप्त करने के लिए समय के बिना, लाखों वर्षों में खुद को पूरी तरह से जला देते हैं।

प्रयोगशाला में थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन करने का निर्णय लेने के बाद, मनुष्य इस तरह से प्रकृति को पछाड़ने जा रहा है, जिससे सूर्य की तुलना में अधिक कुशल और कॉम्पैक्ट ऊर्जा जनरेटर का निर्माण होगा। हालांकि, हम एक और अधिक आसानी से कार्यान्वित प्रतिक्रिया चुन सकते हैं - ड्यूटेरियम-ट्रिटियम मिश्रण से हीलियम का संलयन। यह योजना बनाई गई है कि अनुमानित अंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर - आईटीईआर टोकामक इग्निशन थ्रेशोल्ड तक पहुंचने में सक्षम होगा, हालांकि, यह अभी भी वाणिज्यिक उपयोग से बहुत दूर है। संलयन ऊर्जा(देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या, 2001)। मुख्य समस्या, जैसा कि आप जानते हैं, प्लाज्मा को वांछित तापमान तक गर्म रखना है। चूंकि इतने तापमान पर कोई भी दीवार विनाश से नहीं बच सकती है, वे प्लाज्मा बादल को बनाए रखने की कोशिश करते हैं चुंबकीय क्षेत्र. पर उदजन बमसमस्या का समाधान एक छोटे परमाणु आवेश के विस्फोट से होता है, जो मिश्रण को आवश्यक स्थिति में संपीड़ित और गर्म करता है, लेकिन यह विधि ऊर्जा के शांतिपूर्ण उत्पादन के लिए बहुत उपयुक्त नहीं है। (तथाकथित विस्फोटक ऊर्जा की संभावनाओं पर, "विज्ञान और जीवन" संख्या 7, 2002 देखें)

ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्रतिक्रिया का मुख्य नुकसान ट्रिटियम की उच्च रेडियोधर्मिता है, जिसका आधा जीवन केवल 12.5 वर्ष है। यह सबसे अधिक विकिरण-गंदी प्रतिक्रिया उपलब्ध है, इतना अधिक है कि एक औद्योगिक रिएक्टर में, सामग्री के विकिरण विनाश के कारण दहन कक्ष की आंतरिक दीवारों को हर कुछ वर्षों में बदलना होगा। सच है, सबसे हानिकारक रेडियोधर्मी कचरा, जिसे लंबे समय तक सड़ने के कारण गहरे भूमिगत दफन की आवश्यकता होती है, संश्लेषण के दौरान बिल्कुल भी नहीं बनता है। एक और समस्या यह है कि जारी की गई ऊर्जा मुख्य रूप से न्यूट्रॉन द्वारा दूर की जाती है। ये विद्युतीय रूप से अनावेशित कण नोटिस नहीं करते हैं विद्युत चुम्बकीयऔर आम तौर पर पदार्थ के साथ अच्छी तरह से बातचीत नहीं करते हैं, इसलिए उनसे ऊर्जा लेना आसान नहीं है।

ट्रिटियम मुक्त संलयन प्रतिक्रियाएं, जैसे कि ड्यूटेरियम और हीलियम -3 शामिल हैं, व्यावहारिक रूप से विकिरण सुरक्षित हैं क्योंकि वे केवल स्थिर नाभिक का उपयोग करते हैं और असुविधाजनक न्यूट्रॉन का उत्पादन नहीं करते हैं। हालांकि, इस तरह की प्रतिक्रिया को "प्रज्वलित" करने के लिए, कम संलयन दर की भरपाई करने के लिए, प्लाज्मा को दस गुना अधिक गर्म करना आवश्यक है - एक अरब डिग्री तक (साथ ही इसके प्रतिधारण की समस्या को हल करना)! इसलिए, आज ऐसे विकल्पों को ड्यूटेरियम-ट्रिटियम एक के बाद दूसरी पीढ़ी के भविष्य के थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टरों के आधार के रूप में माना जाता है। हालांकि, इस वैकल्पिक थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के विचार ने अप्रत्याशित सहयोगी प्राप्त किए हैं। अंतरिक्ष उपनिवेशीकरण के समर्थक हीलियम -3 को चंद्र विस्तार के मुख्य आर्थिक लक्ष्यों में से एक मानते हैं, जो मानवता को स्वच्छ थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा की आवश्यकता प्रदान करता है।

कहाँ पे? या सनी अतिथि

पहली नज़र में, कोई समस्या नहीं होनी चाहिए कि हीलियम कहाँ से प्राप्त करें: यह ब्रह्मांड में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है, और इसमें प्रकाश समस्थानिक की सापेक्ष सामग्री एक हजारवें हिस्से से थोड़ी कम है। हालांकि, पृथ्वी के लिए, हीलियम विदेशी है। यह अत्यधिक वाष्पशील गैस है। पृथ्वी इसे अपने गुरुत्वाकर्षण द्वारा धारण नहीं कर सकती है, और लगभग सभी प्राथमिक हीलियम जो सौर मंडल के निर्माण के दौरान एक प्रोटोप्लेनेटरी क्लाउड से गिरे थे, वायुमंडल से वापस अंतरिक्ष में लौट आए। यहां तक ​​कि हीलियम की खोज सबसे पहले सूर्य पर हुई थी, यही वजह है कि इसका नाम प्राचीन यूनानी देवता हेलिओस के नाम पर रखा गया था। यह बाद में खनिजों में पाया गया जिसमें रेडियोधर्मी तत्व, और अंत में अन्य महान गैसों के बीच वातावरण में बाहर निकल गए। स्थलीय हीलियम मुख्य रूप से ब्रह्मांडीय नहीं है, बल्कि एक माध्यमिक, विकिरण उत्पत्ति का है: रेडियोधर्मी रासायनिक तत्वों के क्षय के दौरान, अल्फा कण बाहर निकलते हैं - हीलियम -4 नाभिक। हीलियम -3 इस तरह से नहीं बनता है, और इसलिए पृथ्वी पर इसकी मात्रा नगण्य है और इसकी गणना सचमुच किलोग्राम में की जाती है।

आप यूरेनस या नेपच्यून के वायुमंडल में ब्रह्मांडीय मूल के हीलियम (हीलियम -3 की अपेक्षाकृत उच्च सामग्री के साथ) का स्टॉक कर सकते हैं - इस प्रकाश गैस को धारण करने के लिए पर्याप्त ग्रह, या सूर्य में। यह पता चला कि सौर हीलियम के करीब जाना आसान है: संपूर्ण अंतर्ग्रहीय स्थान सौर हवा से भरा है, जिसमें 70 हजार प्रोटॉन में 3000 अल्फा कण होते हैं - हीलियम -4 नाभिक और एक हीलियम -3 नाभिक। यह हवा अत्यंत दुर्लभ है, सांसारिक मानकों के अनुसार यह एक वास्तविक निर्वात है, और इसे जाल से पकड़ना असंभव है (देखें नौका आई झिज़न, नंबर 7, 2001)। खगोलीय पिंड, जिसमें मैग्नेटोस्फीयर और वायुमंडल नहीं है, उदाहरण के लिए, चंद्रमा पर, और इसलिए, कुछ प्राकृतिक जाल को खाली करना संभव है जो पिछले चार अरब वर्षों से नियमित रूप से भर गया है। प्लाज्मा बमबारी के परिणामस्वरूप, इस दौरान कई सौ मिलियन टन हीलियम -3 चंद्रमा पर गिर गया। यदि पूरी सौर हवा चंद्रमा की सतह पर बनी रहे, तो औसतन 5 ग्राम हीलियम -3 के अलावा, सतह के प्रत्येक वर्ग मीटर पर औसतन 100 किलोग्राम हाइड्रोजन और 16 किलोग्राम हीलियम -4 होगा। इस राशि से, एक काफी सभ्य वातावरण बनाना संभव होगा, जो कि मंगल ग्रह के एक से थोड़ा अधिक दुर्लभ है, या दो मीटर गहरा तरल गैस का एक महासागर है!

हालांकि, चंद्रमा पर ऐसा कुछ भी नहीं है, और सौर पवन आयनों का केवल एक बहुत छोटा अंश चंद्र मिट्टी की ऊपरी परत - रेगोलिथ में हमेशा के लिए रहता है। सोवियत लूना स्टेशनों और अमेरिकी अपुल्लोस द्वारा पृथ्वी पर लाई गई चंद्र मिट्टी के अध्ययन से पता चला है कि इसमें हीलियम -3 लगभग 1/100 मिलियन भाग, या 0.01 ग्राम प्रति 1 टन है। और कुल मिलाकर, चंद्रमा पर इस समस्थानिक का लगभग एक मिलियन टन है, जो कि सांसारिक मानकों से बहुत अधिक है। विश्व ऊर्जा खपत के वर्तमान स्तर पर, चंद्र ईंधन 10 हजार वर्षों के लिए पर्याप्त होगा, जो पृथ्वी पर सभी पुनर्प्राप्त करने योग्य रासायनिक ईंधन (गैस, तेल, कोयला) की ऊर्जा क्षमता से लगभग दस गुना अधिक है।

जैसा? या "प्रति ग्राम उत्पादन, प्रति वर्ष श्रम"

दुर्भाग्य से, चंद्रमा पर हीलियम की कोई "झील" नहीं है; यह कमोबेश समान रूप से पूरी सतह के पास की परत पर बिखरा हुआ है। फिर भी, तकनीकी दृष्टि से, खनन प्रक्रिया काफी सरल है और चंद्रमा के उपनिवेशीकरण के उत्साही लोगों द्वारा विस्तार से विकसित की गई थी (उदाहरण के लिए, www.asi.org देखें)।

पृथ्वी की वर्तमान वार्षिक ऊर्जा मांग को पूरा करने के लिए चंद्रमा से लगभग 100 टन हीलियम-3 लाना आवश्यक है। यह वह संख्या है, जो अंतरिक्ष शटल - शटल की तीन या चार उड़ानों के अनुरूप है, जो इसकी उपलब्धता से रोमांचित करती है। हालांकि, पहले आपको लगभग एक अरब टन चंद्र मिट्टी खोदने की जरूरत है - खनन उद्योग के मानकों से इतनी बड़ी राशि नहीं: उदाहरण के लिए, दुनिया में प्रति वर्ष दो अरब टन कोयले का खनन किया जाता है (रूस में - लगभग 300 मिलियन टन)। बेशक, चट्टान में हीलियम -3 की सामग्री बहुत अधिक नहीं है: उदाहरण के लिए, जमा के विकास को लागत प्रभावी माना जाता है यदि उनमें कम से कम कुछ ग्राम सोना और कम से कम दो कैरेट (0.4 ग्राम) हीरे हों। प्रति टन। इस अर्थ में, हीलियम -3 की तुलना केवल रेडियम से की जा सकती है, जिसमें से केवल कुछ किलोग्राम 20 वीं शताब्दी की शुरुआत से प्राप्त हुए हैं: एक टन शुद्ध यूरेनियम के प्रसंस्करण के बाद, केवल 0.4 ग्राम रेडियम प्राप्त होता है, उल्लेख नहीं है यूरेनियम निकालने की समस्या। पिछली शताब्दी की शुरुआत में, रेडियोधर्मिता के प्रति एक रोमांटिक रवैये की अवधि के दौरान, रेडियम काफी लोकप्रिय था और न केवल भौतिकविदों के लिए, बल्कि गीतकारों के लिए भी जाना जाता था: आइए हम वी.वी. के वाक्यांश को याद करें। लेकिन हीलियम -3 मनुष्य द्वारा उपयोग किए जाने वाले लगभग किसी भी पदार्थ की तुलना में अधिक महंगा है - एक टन की लागत कम से कम एक बिलियन डॉलर होगी, यदि आप हीलियम की ऊर्जा क्षमता को $ 7 प्रति बैरल के सौदे मूल्य पर तेल के बराबर में परिवर्तित करते हैं।

सूर्य की किरणों को एकाग्र करने वाले दर्पण की सहायता से गैस आसानी से रेगोलिथ गर्म से कई सौ डिग्री तक मुक्त हो जाती है। हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि हमें अभी भी हीलियम -3 को बड़ी संख्या में अन्य गैसों से अलग करने की आवश्यकता है, मुख्यतः हीलियम -4 से। यह गैसों को एक तरल अवस्था में ठंडा करके और समस्थानिकों के क्वथनांक (हीलियम -4 के लिए 4.22 K या हीलियम -3 के लिए 3.19 K) में नगण्य अंतर का लाभ उठाकर किया जाता है। पृथक्करण का एक और सुरुचिपूर्ण तरीका तरल हीलियम -4 की सुपरफ्लुइडिटी संपत्ति के उपयोग पर आधारित है, जो स्वतंत्र रूप से एक ऊर्ध्वाधर दीवार के माध्यम से एक आसन्न कंटेनर में प्रवाहित हो सकता है, केवल गैर-सुपरफ्लुइड हीलियम -3 को पीछे छोड़ देता है (देखें "विज्ञान और जीवन" नहीं। 2, 2004)।

काश, यह सब वायुहीन अंतरिक्ष में करना पड़ता, पृथ्वी की "ग्रीनहाउस" स्थितियों में नहीं, बल्कि चंद्रमा पर। कई खनन कस्बों को वहां ले जाना होगा, जिसका अर्थ है, चंद्रमा का उपनिवेशीकरण। अब, सैकड़ों विशेषज्ञ निकट-पृथ्वी की कक्षा में कई अंतरिक्ष यात्रियों की सुरक्षा की निगरानी कर रहे हैं, और किसी भी समय चालक दल पृथ्वी पर लौट सकता है। यदि दसियों हज़ार लोग खुद को अंतरिक्ष में पाते हैं, तो उन्हें पृथ्वी से विस्तृत पर्यवेक्षण के बिना, अपने दम पर एक निर्वात में रहना होगा, और खुद को पानी, हवा, ईंधन और बुनियादी निर्माण सामग्री प्रदान करनी होगी। हालांकि, चंद्रमा पर पर्याप्त हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और धातुएं हैं। उनमें से कई को हीलियम खनन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। तब, शायद, हीलियम -3 पृथ्वी के साथ व्यापार के लिए एक लाभदायक वस्तु बन सकता है। लेकिन चूंकि ऐसी कठिन परिस्थितियों में लोगों को पृथ्वीवासियों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी, इसलिए हीलियम -3 के चंद्र भंडार हमारे वंशजों के लिए इतने असीम और आकर्षक नहीं लग सकते हैं।

वैसे, इस मामले का एक वैकल्पिक समाधान है। यदि इंजीनियरों और भौतिकविदों को आधुनिक टोकामक, हीलियम प्लाज्मा (एक ऐसा कार्य जो अब पूरी तरह से शानदार लगता है) के लिए आवश्यकता से दस गुना अधिक गर्म होने से निपटने का एक तरीका मिल जाता है, तो तापमान को केवल दो गुना बढ़ाकर, हम करेंगे " प्रज्वलित" प्रोटॉन और बोरॉन से जुड़े प्रतिक्रिया संश्लेषण। तब ईंधन के साथ सभी समस्याएं हल हो जाएंगी, और बहुत कम कीमत पर: पृथ्वी की पपड़ी में अधिक बोरॉन है, उदाहरण के लिए, चांदी या सोना, यह व्यापक रूप से धातु विज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक्स और रसायन विज्ञान में एक योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। खनन और प्रसंस्करण संयंत्र प्रति वर्ष सैकड़ों-हजारों टन विभिन्न बोरॉन युक्त लवण का उत्पादन करते हैं, और यदि हमारे पास भूमि पर पर्याप्त भंडार नहीं है, तो प्रत्येक टन में समुद्र का पानीइसमें कई ग्राम बोरॉन होता है। और जिसकी प्राथमिक चिकित्सा किट में बोरिक एसिड की शीशी है, वह मान सकता है कि उसके पास भविष्य के लिए अपना ऊर्जा भंडार है।

साहित्य

ब्रोंस्टीन एम. पी. सौर पदार्थ। - टेरा बुक क्लब, 2002।

बहुतायत के समुद्र से चंद्र मिट्टी। - एम .: नौका, 1974।

चित्रण के लिए कैप्शन

बीमार। 1. नाभिकीय संलयन अभिक्रियाओं का हीलियम चक्र दो प्रोटॉनों के एक ड्यूटेरियम नाभिक में संलयन से प्रारंभ होता है। अगले चरणों में, अधिक जटिल नाभिक बनते हैं। आइए पहले कुछ लिखें सरल प्रतिक्रियाएं, जिसकी हमें निम्नलिखित में आवश्यकता होगी।
पी + पी → डी + ई - + एन
डी + डी → टी + पी या
डी + डी → 3 वह + एन
डी + टी → 4 वह + एन
डी + 3 वह → 4 वह +2p
p + 11 Be → 3 4 He
प्रतिक्रिया दर इलेक्ट्रोस्टैटिक बाधा पर काबू पाने की संभावना से निर्धारित होती है जब दो सकारात्मक चार्ज आयन आते हैं और नाभिक के वास्तविक संलयन (तथाकथित इंटरैक्शन क्रॉस सेक्शन) की संभावना से निर्धारित होते हैं। विशेष रूप से, नाभिक की गतिज ऊर्जा जितनी अधिक होती है और उतनी ही कम होती है आवेश, इलेक्ट्रोस्टैटिक बैरियर को पार करने की संभावना जितनी अधिक होगी और प्रतिक्रिया दर उतनी ही तेज होगी (ग्राफ देखें)। थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के सिद्धांत का मुख्य पैरामीटर - प्रतिक्रिया इग्निशन मानदंड - यह निर्धारित करता है कि प्लाज्मा ईंधन का घनत्व और तापमान संलयन के दौरान जारी ऊर्जा (प्लाज्मा घनत्व और जलने के समय से गुणा प्रतिक्रिया दर के अनुपात में) की लागत से अधिक होगा प्लाज्मा हीटिंग, खाते के नुकसान और दक्षता को ध्यान में रखते हुए। ड्यूटेरियम और ट्रिटियम की प्रतिक्रिया में उच्चतम गति होती है, और प्रज्वलन को प्राप्त करने के लिए, लगभग 10 14 सेमी -3 की एकाग्रता वाले प्लाज्मा को डेढ़ सौ मिलियन डिग्री तक गर्म किया जाना चाहिए और 1-2 सेकंड के लिए आयोजित किया जाना चाहिए। अन्य घटकों - हीलियम -3 या बोरॉन पर प्रतिक्रियाओं में सकारात्मक ऊर्जा संतुलन प्राप्त करने के लिए, प्लाज्मा के तापमान और घनत्व को दस गुना बढ़ाकर कम दर की भरपाई की जानी चाहिए। लेकिन दो नाभिकों के सफल टकराव के साथ, ऊर्जा निकलती है, जो उन्हें गर्म करने पर खर्च की गई ऊर्जा से एक हजार गुना अधिक है। हीलियम चक्र की प्रारंभिक प्रतिक्रियाएं, जो सौर कोर में ड्यूटेरियम और ट्रिटियम बनाती हैं, इतनी धीमी गति से आगे बढ़ती हैं कि संबंधित वक्र इस ग्राफ के क्षेत्र में नहीं आते हैं।

बीमार। 2. सौर पवन दुर्लभ प्लाज्मा की एक धारा है जो लगातार से बह रही है सौर सतहअंतरग्रहीय अंतरिक्ष में। हवा प्रति वर्ष केवल 3x10 -14 सौर द्रव्यमान ले जाती है, लेकिन यह हवा है जो सूर्य के आसपास से इंटरस्टेलर प्लाज्मा को विस्थापित करते हुए, इंटरप्लेनेटरी माध्यम का मुख्य घटक बन जाती है। इस तरह से हेलिओस्फीयर बनाया जाता है - लगभग एक सौ खगोलीय इकाइयों की त्रिज्या वाला एक प्रकार का बुलबुला, जो सूर्य के साथ इंटरस्टेलर गैस के माध्यम से चलता है। जैसा कि खगोलविदों को उम्मीद है, अमेरिकी उपग्रह वोयाजर 1 और वोयाजर 2 अब इसकी सीमा के करीब पहुंच रहे हैं, जो जल्द ही सौर मंडल को छोड़ने वाला पहला अंतरिक्ष यान बन जाएगा। सौर हवा की खोज सबसे पहले सोवियत इंटरप्लेनेटरी स्टेशन "लूना -2" द्वारा 1959 में की गई थी, हालांकि, सूर्य से आने वाली एक कणिका धारा की उपस्थिति के अप्रत्यक्ष प्रमाण पहले ज्ञात थे। यह सौर हवा है जो पृथ्वी के निवासियों का ऋणी है चुंबकीय तूफान(देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या 7, 2001)। पृथ्वी की कक्षा में, हवा में औसतन केवल छह आयन प्रति घन सेंटीमीटर होते हैं, जो 450 किमी / सेकंड की लुभावनी गति से चलती है, जो कि सौर मंडल के पैमाने पर इतनी तेज नहीं है: इसमें तीन लगते हैं पृथ्वी की यात्रा के लिए दिन। सौर हवा 96% प्रोटॉन और 4% हीलियम नाभिक है। अन्य तत्वों का मिश्रण नगण्य है।

बीमार। 3. चंद्र रेजोलिथ चंद्रमा की सतह पर कई मीटर मोटी एक ढीली परत है। इसमें मुख्य रूप से एक मिलीमीटर से कम के औसत आकार के छोटे टुकड़े होते हैं, जो तापमान परिवर्तन और उल्कापिंड के प्रभाव के दौरान चंद्र चट्टानों के विनाश के परिणामस्वरूप अरबों वर्षों में जमा होते हैं। चंद्र मिट्टी के अध्ययन से पता चला है कि रेजोलिथ में जितने अधिक टाइटेनियम ऑक्साइड होंगे, उतने ही अधिक हीलियम परमाणु होंगे।

बीमार। 4. निकट-सतह परत में टाइटेनियम की उपस्थिति का रिमोट स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण (क्लेमेंटाइन उपग्रह द्वारा प्राप्त आकृति की सही छवि में लाल रंग) द्वारा आसानी से पता लगाया जाता है, और इस प्रकार हीलियम "जमा" का एक नक्शा प्राप्त होता है, जो , सामान्य तौर पर, चंद्र समुद्रों के स्थान के साथ मेल खाता है।

बीमार। 5. एक टन हीलियम-3 निकालने के लिए कम से कम 100 वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र पर रेजोलिथ की सतह परत को संसाधित करना आवश्यक है। रास्ते में, अन्य गैसों की एक महत्वपूर्ण मात्रा प्राप्त करना संभव होगा जो चंद्रमा पर जीवन की व्यवस्था के लिए उपयोगी होंगी। साइट से ली गई तस्वीरें

इसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं।

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हीलियम - सुपरफ्लुइड और सबसे ठंडा तत्व!

सुपरफ्लुइड हीलियम। स्टटगार्ट विश्वविद्यालय

थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के लिए संभावनाएं (भौतिक विज्ञानी एंटोन ट्युलुसोव कहते हैं)

ऑपरेशन "हीलियम"

✪ ऑपरेशन "हीलियम"। तीसरी श्रृंखला

उपशीर्षक

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साथ भूमिगत रिक्तियों में जमा हो सकता है और नहीं हालांकि, अगर हम बड़े पैमाने पर पलायन करते हैं, तो पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में या यह सभी तत्वों के बीच बहुतायत में एक सम्मानजनक दूसरा स्थान लेगा, जो केवल हाइड्रोजन के लिए उपज देगा और सभी परमाणुओं से लगभग एक चौथाई बनता है, बस कल्पना करें कि सभी परमाणु जेल से भारी होते हैं, पदार्थ के कुल द्रव्यमान के द्रव्यमान का केवल दो प्रतिशत होता है यहां आप महसूस कर सकते हैं कि हम ब्रह्मांड के पैमाने पर कितने छोटे हैं, मामले का मुख्य भाग सितारों की संरचना या वातावरण में है गैस दिग्गजों का, जिसमें पूरे ब्रह्मांड की तरह लगभग 20 प्रतिशत होता है आज के आंकड़ों के अनुसार अंतरिक्ष में स्थित जेल के मुख्य भाग का निर्माण के दौरान हुआ था महा विस्फोटलगभग 14 अरब साल पहले, आइए अब स्वर्ग से पृथ्वी पर लौटते हैं और इस गैस के गुणों पर एक अधिक मूर्त प्रयोग पर विचार करते हैं। मेरे पास हीलियम के साथ एक छोटा सा एंपुल है, जो बहुत कम दबाव पर है, वायुमंडलीय दबाव का लगभग सौवां हिस्सा है, यह देखा जा सकता है कि जेल का कोई रंग नहीं है। इसका कोई स्वाद या गंध नहीं है, आप जान सकते हैं कि क्या आपने कभी इस गैस को सांस लेने की कोशिश की है, हालांकि, ऐसे प्रयोग बेहद खतरनाक हैं क्योंकि हमारी कोशिकाएं हीलियम में सांस नहीं लेती हैं, इसके लिए उन्हें ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। , इसने बैलून जेल गुब्बारों के वर्तमान विक्रेताओं को भी 20 प्रतिशत तक ऑक्सीजन जोड़ने के लिए मजबूर किया, जिसे आपने पार्टियों में लटका दिया था, अगर जेल के साथ ओकुलस के माध्यम से उच्च आवृत्ति निर्वहन पारित किया जाता है तो सुरक्षित हो जाता है उच्च वोल्टेजतो यह मंद चमकने लगेगा संतराजिसकी चमक वोल्टेज पर और एम्पाउल के व्यास पर निर्भर करती है जिसका उपयोग मैंने जनरेटर dpl के लिए एक वोल्टेज स्रोत के रूप में किया था और जिसने मुझे अपने हाथ में ampoule को पकड़ने का अवसर दिया और एक विद्युत समाई की उपस्थिति के लिए। मेरे शरीर में, सिद्धांत रूप में, किसी भी अन्य की तरह, इसके विपरीत या क्सीनन हीलियम पहले से ही जनरेटर तार से कुछ दूरी पर प्रज्वलित होता है, क्योंकि इसमें कम आयनीकरण ऊर्जा होती है, दुर्भाग्य से, रासायनिक दृष्टिकोण से, यह वास्तव में दिलचस्प के साथ चमकता नहीं है गुण बिल्कुल भी, यह लगभग किसी भी पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, हालांकि एक प्लाज्मा के रूप में ऐसा लगता है कि आप एक जेल ampoule में जो देखते हैं वह हाइड्रोजन, ड्यूटेरियम, या कुछ धातुओं के साथ एक अत्यंत अस्थिर यौगिक बना सकता है, और उच्च दबाव पर हजारों वायुमंडल, नाइट्रोजन के क्लार्ट और हेलिओस से भी विशेष पदार्थ बनते हैं, जो क्रिस्टल के रूप में हीरे के सब्सट्रेट पर उगाए जा सकते हैं, यह अफ़सोस की बात है कि ये सभी पदार्थ बहुत अस्थिर हैं और उन्हें सामान्य परिस्थितियों में देखना लगभग असंभव है लेकिन परेशान होने की जरूरत नहीं आखिरकार, जेल में सबसे दिलचस्प और अनोखा है भौतिक गुणसभी गैसों में, तथ्य यह है कि जब 42 केल्विन के तापमान पर ठंडा किया जाता है, तो यह वास्तव में सबसे हल्का और सबसे ठंडा तरल बन जाता है, जिसका घनत्व डिग्री सेल्सियस में पानी के घनत्व से लगभग 10 गुना कम होता है, तरल हीलियम प्राप्त होता है पागल शून्य से दो सौ अड़सठ डिग्री, जो बहुत ठंडा है इतना ठंडा है कि इस तापमान पर कुछ धातुएं अतिचालक बन जाती हैं, उदाहरण के लिए, पारा या नाइओबियम, इतने कम तापमान को बनाए रखने के लिए, तरल हीलियम एक डबल देवर बर्तन में स्थित है , जो अभी भी तरल नाइट्रोजन के साथ बाहर से ठंडा है। तरल हीलियम को ठंडा करने के लिए एक ही तकनीक का उपयोग आधुनिक उपकरणों में परमाणु चुंबकीय अनुनाद बनाने के लिए किया जाता है सुपरकंडक्टर्स कनेक्शन नाइओबियम को तरल हीलियम से ठंडा किया जाता है, जो उच्च लागत के कारण, में है सस्ता तरल नाइट्रोजन के साथ ठंडा हो जाता है, इस प्रकार तरल जेल दवा का काम करता है और वैज्ञानिकों द्वारा शोध के लिए भी, लेकिन सबसे दिलचस्प बात इससे पहले आना बाकी है, मैंने आपको तरल जी के पहले रूप के बारे में बताया हीलियम, तथाकथित हीलियम 1, लेकिन अगर बर्तन में दबाव कम करके इसे ठंडा करना शुरू कर दिया जाता है, तो तरल हीलियम अंततः तथाकथित लिंडा के ऊपर से गुजर जाएगा। अर्थात्, यह केल्विन के सत्रह सौवें हिस्से के तापमान से दोगुने से नीचे ठंडा हो जाता है और तरल हीलियम का दूसरा रूप बन जाता है, इसके बाद तरल का उबलना तुरंत बंद हो जाता है और तरल हीलियम इस तापमान पर अपने गुणों को मौलिक रूप से बदल देता है, गर्मी का संचालन करने वाला तरल हीलियम लाखों बढ़ जाता है। कई बार और तांबे या चांदी की तुलना में अधिक हो जाता है, इसलिए तरल उबलता नहीं है क्योंकि गर्मी तुरंत और समान रूप से पूरे आयतन में स्थानांतरित हो जाती है, इसके अलावा, जब लैम्ब्डा बिंदु पर पहुंच जाता है, तो हीलियम एक सुपरफ्लुइड तरल बन जाता है, अर्थात यह खो देता है पूरी तरह से सभी चिपचिपाहट, अर्थात्, तरल के एक हिस्से का प्रतिरोध दूसरे के सापेक्ष आंदोलन के लिए, एक उत्कृष्ट प्रयोग है जो यह साबित करता है कि यदि वर्तमान हीलियम पर एक छोटे से निलंबित कप में डाला जाता है तो कंटेनर की दीवारों के साथ बढ़ सकता है एक पतली फिल्म का रूप और कप से बाहर निकलता है, इसके अलावा, यह आसानी से सिरेमिक की एक परत के माध्यम से लगभग एक माइक्रोन के छिद्र आकार के साथ गुजरता है, और तरल हीलियम का तापमान जितना कम होता है, उतना ही आसान यह तरल बाधा से गुजरता है हैरानी की बात है यह भी तथ्य कि इस तरह के ठंडे रूप में तरल हीलियम में अभी भी एक चिपचिपापन होता है जिसे 2 तरीकों से सिलेंडर के परिवर्तन में देखा जा सकता है, तरल की परतें अभी भी ऊपर से ब्लेड में रोटेशन को स्थानांतरित करती हैं, जैसा कि हो सकता है, लेकिन यहां अन्य क्वांटम तंत्र पहले से ही एक भूमिका निभाते हैं जिसका व्यवहार मौलिक रूप से कानूनों से अलग है शास्त्रीय यांत्रिकीऐसा लगता है कि चिपचिपाहट है, लेकिन मैं एक ही समय में नहीं हूं, इस तरह इसे सिद्धांत रूप में चित्रित किया जा सकता है, और वैसे, पहली बार, सोवियत वैज्ञानिक पीटर कपित्सा द्वारा तरल हीलियम की सुपरफ्लुइडिटी की घटना की खोज की गई थी। 1938 में, और पहले से ही 1962 में, लेव लैंडौ ने इस आशय का एक सिद्धांत विकसित किया, लगता है कि बस इतना ही है, लेकिन यहाँ हम फिर से सितारों के विषय की प्रतीक्षा कर रहे हैं और अंतरिक्ष के लिए उड़ानइससे पहले, मैंने आपको सबसे आम आइसोटोप हीलियम और हीलियम 4 के बारे में बताया, जिसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं, हालांकि, अभी भी अत्यंत दुर्लभ हीलियम -3 आइसोटोप हैं, जिनमें दो प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन हैं, तथ्य यह है कि यह आइसोटोप है ड्यूटेरियम के साथ थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रियाओं का संचालन करने के लिए बहुत अच्छा है, और सिद्धांत रूप में यह प्रक्रिया मानवता को जीवाश्म ईंधन को छोड़ने में मदद कर सकती है, लेकिन समस्या यह है कि पृथ्वी पर यह आइसोटोप अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ है क्योंकि यह तुरंत वायुमंडल से वाष्पित हो जाता है, लेकिन चंद्रमा पर, जो नहीं करता है एक वातावरण है, यह आइसोटोप काल्पनिक रूप से बहुत बेहतर संरक्षित है, लोग रेजोलिथ चंद्र धूल से हीलियम -3 निकाल सकते हैं और इसे पृथ्वी पर ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग कर सकते हैं, लेकिन अभी तक यह इस विषय पर एक कल्पना की तरह लगता है, यहां तक ​​​​कि एक उत्कृष्ट भी फिल्म की शूटिंग मून 2112 में की गई थी, मैं इसे देखने की सलाह देता हूं, और अंत में हम कह सकते हैं कि हीलियम गैस एक ऐसा सामान्य दृश्य है कि कम तापमान होने पर इसमें अद्भुत गुण होते हैं, इसके गुण अब हर जगह उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए दवा या के लिये वैज्ञानिक अनुसंधानजिसमें, उदाहरण के लिए, क्रोमैटोग्राफी में गैसीय हीलियम का उपयोग वाहक गैस के रूप में किया जाता है, लेकिन अगर आपको यह वीडियो पसंद आया है, तो चैनल को सब्सक्राइब करना न भूलें और घंटी पर क्लिक करें और भविष्य में और नई और दिलचस्प चीजें सीखने के लिए लाइक करें।

प्रसार

प्रारंभिक

हीलियम -3 के अस्तित्व का सुझाव ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिक मार्क ओलीफेंट ने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में काम करते हुए दिया था। इस समस्थानिक की खोज अंततः लुइस अल्वारेज़ और रॉबर्ट कोर्नोग ने .

भौतिक गुण

रसीद

वर्तमान में, हीलियम -3 का प्राकृतिक स्रोतों से खनन नहीं किया जाता है (पृथ्वी पर हीलियम -3 की नगण्य मात्रा उपलब्ध है, जिसे निकालना बेहद मुश्किल है), लेकिन कृत्रिम रूप से प्राप्त ट्रिटियम के क्षय द्वारा बनाया गया है।

कीमत

2009 में हीलियम-3 की औसत कीमत, कुछ अनुमानों के अनुसार, लगभग 930 USD प्रति लीटर थी।

चंद्रमा पर हीलियम-3 खनन की योजना

हीलियम -3 सूर्य पर होने वाली प्रतिक्रियाओं का उप-उत्पाद है और सौर हवा और अंतर्ग्रहीय माध्यम में कुछ मात्रा में पाया जाता है। अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाला हीलियम -3 जल्दी से वापस विलुप्त हो जाता है, वातावरण में इसकी सांद्रता बेहद कम होती है

हाइपोथेटिक रूप से, थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन के दौरान, जब 1 टन हीलियम -3 0.67 टन ड्यूटेरियम के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो ऊर्जा निकलती है जो 15 मिलियन टन तेल के दहन के बराबर होती है (हालांकि, इस प्रतिक्रिया की तकनीकी व्यवहार्यता का अध्ययन नहीं किया गया है) पल)। नतीजतन, हीलियम -3 (अधिकतम अनुमानों के अनुसार) के चंद्र संसाधन के हमारे ग्रह की आबादी लगभग पांच सहस्राब्दी के लिए पर्याप्त हो सकती है। मुख्य समस्या चंद्र रेजोलिथ से हीलियम निकालने की वास्तविकता बनी हुई है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, रेजोलिथ में हीलियम -3 की सामग्री ~ 1 ग्राम प्रति 100 टन है। इसलिए, इस आइसोटोप का एक टन निकालने के लिए, साइट पर कम से कम 100 मिलियन टन मिट्टी को संसाधित किया जाना चाहिए।

प्रयोग

न्यूट्रॉन काउंटर

न्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए हीलियम -3 से भरे गैस काउंटर का उपयोग किया जाता है। न्यूट्रॉन प्रवाह को मापने के लिए यह सबसे आम तरीका है। वे प्रतिक्रिया करते हैं

एन+ 3 हे → 3 एच + 1 एच + 0.764 मेव।

चार्ज किए गए प्रतिक्रिया उत्पाद - ट्राइटन और प्रोटॉन - आनुपातिक काउंटर या गीजर-मुलर काउंटर के मोड में संचालित गैस काउंटर द्वारा पंजीकृत होते हैं।

अति-निम्न तापमान प्राप्त करना

द्रव हीलियम-3 को हीलियम-4 में घोलने से मिलिकेल्विन ताप प्राप्त होता है।

दवा

हीलियम-3 परमाणु ईंधन के रूप में

प्रतिक्रिया 3 He + D → 4 He + p के पास स्थलीय परिस्थितियों में सबसे अधिक प्राप्त करने योग्य ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्रतिक्रिया T + D → 4 He + n पर कई फायदे हैं। इन लाभों में शामिल हैं:

1. प्रतिक्रिया क्षेत्र से दस गुना कम न्यूट्रॉन प्रवाह, जो नाटकीय रूप से प्रेरित रेडियोधर्मिता और रिएक्टर संरचनात्मक सामग्री के क्षरण को कम करता है;
2. परिणामी प्रोटॉन, न्यूट्रॉन के विपरीत, आसानी से पकड़ लिए जाते हैं और अतिरिक्त बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक एमएचडी जनरेटर में;
3. संश्लेषण शुरू करने वाली सामग्री निष्क्रिय होती है और उनके भंडारण के लिए विशेष सावधानियों की आवश्यकता नहीं होती है;
4. कोर के अवसादन के साथ एक रिएक्टर दुर्घटना में, रिलीज की रेडियोधर्मिता शून्य के करीब है।

हीलियम-ड्यूटेरियम प्रतिक्रिया के नुकसान में काफी अधिक तापमान सीमा शामिल है। कूलम्ब-बैरियर के कारण इसे शुरू करने के लिए लगभग 10 9 K के तापमान तक पहुंचना आवश्यक है। और कम तापमान पर, एक दूसरे के साथ ड्यूटेरियम नाभिक के संलयन की थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया अधिक आसानी से आगे बढ़ती है, और ड्यूटेरियम और हीलियम -3 के बीच प्रतिक्रिया नहीं होती है।

कला में

विज्ञान कथा कार्यों (खेल, फिल्में, एनीमे) में, हीलियम -3 कभी-कभी मुख्य ईंधन के रूप में कार्य करता है और चंद्रमा पर अन्य चीजों के अलावा, एक मूल्यवान संसाधन के रूप में खनन किया जाता है।

2009 की ब्रिटिश साइंस फिक्शन फिल्म लूना 2112 का प्लॉट लूनर माइनिंग कॉम्प्लेक्स के संचालन पर आधारित है। परिसर हीलियम -3 आइसोटोप का उत्पादन सुनिश्चित करता है, जिसकी मदद से पृथ्वी पर विनाशकारी ऊर्जा संकट को रोकना संभव हो गया।

राजनीतिक कॉमेडी आयरन स्काई में, चंद्र हीलियम -3 खनन अधिकारों पर एक अंतरराष्ट्रीय परमाणु संघर्ष का कारण है।

एनीमे में " प्लानेटेस» हीलियम-3 का उपयोग रॉकेट इंजन आदि के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है।

साहित्य

• डॉब्स ईआर हीलियम-तीन। - ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, 2000। ISBN 0-19-850640-6
• गैलीमोव ई.एम. यदि आपके पास ऊर्जा है, तो आप सब कुछ निकाल सकते हैं - दुर्लभ पृथ्वी। 2014. नंबर 2. एस। 6-12।
• हीलियम-3 शॉर्टेज: आपूर्ति, मांग, और विकल्प के लिए कांग्रेस // एफएएस, 22 दिसंबर, 2010 (अंग्रेज़ी)

टिप्पणियाँ

1. ऑडी जी।, वैपस्ट्रा ए। एच।, थिबॉल्ट सी।

थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के क्षेत्र में शायद कुछ चीजें हीलियम 3 जैसे मिथकों से घिरी हुई हैं। 80-90 के दशक में इसे सक्रिय रूप से एक ईंधन के रूप में लोकप्रिय किया गया था जो नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की सभी समस्याओं को हल करेगा, साथ ही बाहर निकलने के कारणों में से एक होगा। पृथ्वी का (क्योंकि इसकी पृथ्वी पर वस्तुतः कुछ सैकड़ों किलोग्राम है, और चंद्रमा पर एक अरब टन है) और अंत में विकसित होना शुरू हो जाता है सौर प्रणाली. यह सब थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा की संभावनाओं, समस्याओं और जरूरतों के बारे में बहुत ही अजीब विचारों पर आधारित है जो आज मौजूद नहीं है, जिसके बारे में हम बात करेंगे।

चंद्रमा पर हीलियम3 खनन करने की मशीन पहले से ही तैयार है, केवल एक काम करना बाकी है कि वह इसका उपयोग करे।

जब वे हीलियम 3 के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रियाओं से होता है He3 + D -> He4 + Hया He3 + He3 -> 2He4 + 2H. शास्त्रीय की तुलना में डी + टी -> हे4 +एनप्रतिक्रिया उत्पादों में कोई न्यूट्रॉन नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि सुपरएनर्जेटिक न्यूट्रॉन द्वारा थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर के निर्माण की कोई सक्रियता नहीं है। इसके अलावा, तथ्य यह है कि "क्लासिक्स" से न्यूट्रॉन प्लाज्मा से 80% ऊर्जा ले जाते हैं, एक समस्या माना जाता है, इसलिए उच्च तापमान पर आत्म-हीटिंग संतुलन होता है। हीलियम संस्करण का एक और उल्लेखनीय लाभ यह है कि बिजली को सीधे प्रतिक्रिया के आवेशित कणों से हटाया जा सकता है, न कि न्यूट्रॉन के साथ पानी गर्म करके - जैसा कि पुराने कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों में होता है।

तो, यह सब सच नहीं है, या सच का एक बहुत छोटा सा हिस्सा है।

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि समान प्लाज्मा घनत्व और इष्टतम तापमान पर, प्रतिक्रिया He3 + D देगा 40 गुना कमकाम कर रहे प्लाज्मा के प्रति घन मीटर ऊर्जा रिलीज। इस मामले में, कम से कम 40 गुना टूटने के लिए आवश्यक तापमान 10 गुना अधिक होगा - 100 केवी (या .) एक अरब डिग्री) बनाम 10 डी + टी के लिए। अपने आप में, ऐसा तापमान काफी प्राप्त करने योग्य है (टोकमाक्स के लिए वर्तमान रिकॉर्ड 50 केवी है, केवल दो गुना खराब है), लेकिन ऊर्जा संतुलन (शीतलन दर वीएस हीटिंग दर, स्व-हीटिंग सहित) स्थापित करने के लिए, हमें बढ़ाने की जरूरत है He3 + D प्रतिक्रिया के घन मीटर से 50 गुना ऊर्जा मुक्त होती है, जो केवल घनत्व को 50 गुना बढ़ाकर ही किया जा सकता है। तापमान में दस गुना वृद्धि के संयोजन में, यह देता है प्लाज्मा दबाव में 500 गुना वृद्धि- 3-5 एटीएम से 1500-2500 एटीएम तक, और इस प्लाज्मा को रखने के लिए पीठ के दबाव में समान वृद्धि।

लेकिन तस्वीरें प्रेरणादायक हैं।

याद रखें, मैंने लिखा था कि ITER टॉरॉयडल फील्ड के मैग्नेट, जो प्लाज्मा के लिए काउंटरप्रेशर बनाते हैं, बिल्कुल रिकॉर्ड तोड़ने वाले उत्पाद हैं, जो मापदंडों के मामले में दुनिया में एकमात्र हैं? इसलिए, He3 के प्रशंसक मैग्नेट को 500 गुना अधिक शक्तिशाली बनाने का सुझाव देते हैं।

ठीक है, कठिनाइयों के बारे में भूल जाओ, शायद इस प्रतिक्रिया के फायदे उन्हें चुका दें?

विभिन्न थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं जो सीटीएस के लिए लागू होती हैं। He3 + D, D + T की तुलना में थोड़ी अधिक ऊर्जा देता है, लेकिन कूलम्ब प्रतिकर्षण (चार्ज 3 और 2 नहीं) पर काबू पाने में बहुत अधिक ऊर्जा खर्च होती है, इसलिए प्रतिक्रिया धीमी होती है।

आइए न्यूट्रॉन से शुरू करें। एक औद्योगिक रिएक्टर में न्यूट्रॉन होंगे गंभीर समस्या, शरीर की सामग्री को नुकसान पहुंचाते हैं, प्लाज्मा का सामना करने वाले सभी तत्वों को इतना गर्म करते हैं कि उन्हें पानी के एक अच्छे प्रवाह से ठंडा करना पड़ता है। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि न्यूट्रॉन द्वारा सामग्री की सक्रियता इस तथ्य को जन्म देगी कि थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर के बंद होने के 10 साल बाद भी, इसमें हजारों टन रेडियोधर्मी संरचनाएं होंगी जिन्हें हाथ से अलग नहीं किया जा सकता है, और जो भंडारण में वृद्ध होंगे सैकड़ों और हजारों वर्षों के लिए। न्यूट्रॉन से छुटकारा पाने से जाहिर तौर पर थर्मोन्यूक्लियर पावर प्लांट बनाना आसान हो जाएगा।

न्यूट्रॉन द्वारा ले जाया गया ऊर्जा का अंश। यदि आप रिएक्टर में अधिक He3 जोड़ते हैं, तो आप इसे 1% तक कम कर सकते हैं, लेकिन यह प्रज्वलन की स्थिति को और कड़ा कर देगा।

ठीक है, लेकिन आवेशित कणों की ऊर्जा का विद्युत में प्रत्यक्ष रूपांतरण के बारे में क्या? प्रयोगों से पता चलता है कि 100 केवी की ऊर्जा वाले आयनों के प्रवाह को 80% दक्षता के साथ बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। हमारे यहां न्यूट्रॉन नहीं हैं ... मेरा मतलब है, वे सारी ऊर्जा नहीं लेते हैं जो हम केवल गर्मी के रूप में प्राप्त कर सकते हैं - चलो भाप टर्बाइन से छुटकारा पाएं और आयन कलेक्टरों में डाल दें?

हां, प्लाज्मा ऊर्जा को बिजली में सीधे बदलने के लिए प्रौद्योगिकियां हैं, उनका सक्रिय रूप से 60-70 के दशक में अध्ययन किया गया था, और 50-60% के क्षेत्र में दक्षता दिखाई (80 नहीं, यह ध्यान दिया जाना चाहिए)। हालाँकि, यह विचार D + T रिएक्टरों और He3 + D दोनों में खराब रूप से लागू होता है। ऐसा क्यों है, यह तस्वीर समझने में मदद करती है।

यह विभिन्न चैनलों के माध्यम से प्लाज्मा की गर्मी के नुकसान को दर्शाता है। D+T और D+He3 की तुलना करें। परिवहन वह है जिसका उपयोग प्लाज्मा ऊर्जा को सीधे बिजली में बदलने के लिए किया जा सकता है। यदि डी + टी संस्करण में, बुरा न्यूट्रॉन द्वारा सब कुछ हमसे दूर ले जाया जाता है, तो हे 3 + डी के मामले में, प्लाज्मा के विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा सब कुछ ले लिया जाता है, मुख्य रूप से सिंक्रोट्रॉन और एक्स-रे ब्रेम्सस्ट्रालंग (चित्र में) ब्रेम्सस्ट्रालंग)। स्थिति लगभग सममित है, वैसे ही, दीवारों से गर्मी को दूर करना आवश्यक है और फिर भी प्रत्यक्ष रूपांतरण द्वारा हम 10-15% से अधिक नहीं निकाल सकतेथर्मोन्यूक्लियर दहन की ऊर्जा, और बाकी - भाप इंजन के माध्यम से पुराने ढंग से।

जापान में सबसे बड़े खुले जाल गामा-10 में प्रत्यक्ष प्लाज्मा ऊर्जा रूपांतरण पर एक अध्ययन में चित्रण।

सैद्धांतिक सीमाओं के अलावा, इंजीनियरिंग वाले भी हैं - दुनिया में (यूएसएसआर सहित) पारंपरिक बिजली संयंत्रों के लिए प्लाज्मा ऊर्जा को बिजली में सीधे रूपांतरण के लिए प्रतिष्ठान बनाने पर भारी प्रयास किए गए, जिससे दक्षता बढ़ाना संभव हो गया 35% से 55% तक। मुख्य रूप से एमएचडी जनरेटर पर आधारित है। बड़ी टीमों का 30 साल का काम ज़िल्च में समाप्त हो गया - स्थापना का संसाधन सैकड़ों घंटे था, जब बिजली इंजीनियरों को हजारों और हजारों की जरूरत होती है। इस तकनीक पर खर्च किए गए संसाधनों की विशाल मात्रा ने, विशेष रूप से, इस तथ्य को जन्म दिया है कि हमारा देश बिजली गैस टर्बाइन और स्टीम-गैस टर्बाइन चक्र संयंत्रों के उत्पादन में पिछड़ गया है (जो दक्षता में बिल्कुल समान वृद्धि देते हैं - 35 से) 55% तक!)

वैसे, MHD जनरेटर के लिए शक्तिशाली सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की भी आवश्यकता होती है। यहां 30 मेगावाट एमएचडी जनरेटर के लिए एसपी मैग्नेट दिखाए गए हैं।