الرؤية: المفاعلات النووية الصغيرة جدًا، والتي ستعمل لمدة 30 عامًا دون الحاجة للتزود بالوقود أو الصيانة، وستوفر انبعاث أبخرة الديزل السامة، ستوفر الحرارة والكهرباء للمدن الصغيرة في أمريكا
بقلم دون ستوفر
تقدم شركة توشيبا، المعروفة كشركة مصنعة للإلكترونيات الترفيهية، أصغر المفاعلات النووية في العالم. ويبلغ ارتفاع المفاعل، المعروف باسم 4S [اختصار لـ Super Safe, Small and Simple]، حوالي مترين وسيتم إغلاقه في قبو خرساني على عمق حوالي ثلاثين مترًا تحت الأرض. ويطلق على المفاعل أيضا اسم "البطارية النووية" لأنه يعمل لمدة 30 عاما دون الحاجة للتزود بالوقود.
ويكمن السر وراء قدرة المفاعل المقترح على العمل دون الحاجة إلى الصيانة في نظام التبريد الخاص به. في معظم المفاعلات النووية التي تعمل في الولايات المتحدة الأمريكية، يتم استخدام الماء المضغوط، أما في مفاعل 4S فيستخدم الصوديوم المنصهر كمبرد. وبما أن الصوديوم معدن، فيمكن تدويره في المفاعل بمساعدة المضخات الكهرومغناطيسية، مما يوفر الأجزاء المتحركة التي تحتاج إلى إصلاحات.
عوائق
ومن بين أكثر من 400 مفاعل نووي كامل الحجم عامل في جميع أنحاء العالم، هناك مفاعلان فقط يتم تبريدهما حاليًا بالصوديوم. أحد المخاوف هو أنه إذا تلامس الصوديوم مع الماء، فسوف يحدث انفجار. والسؤال الآخر هو ما إذا كان من الممكن تشغيل المفاعل بأمان لمدة 30 عامًا دون الحاجة إلى عمليات تفتيش أو إصلاحات. وإذا كانت الصيانة لا تزال مطلوبة، فسيتعين إخراج المفاعل من الأرض وإرساله إلى مصنع في اليابان.
متوقع
وتأمل شركة توشيبا تركيب أول مفاعل 4S في جالينا، ألاسكا [التي يبلغ عدد سكانها 700 نسمة] في عام 2012. واليوم، يدفع سكان البلدة النائية 45 سنتًا لكل كيلووات مقابل الكهرباء المولدة من الديزل. ومن المفترض أن تكلف الكهرباء المنتجة في مفاعل 4S نصف هذه الكمية.
تعليقات 9
في الواقع، السيليكون مادة رخيصة جدًا! التخفيض هو الذي يسمح بزيادة سرعة وكفاءة المعالج، حيث أن المسافة بين أجسام المعالج تكون أصغر، وطاقة أقل ويحتاج إلى وقت أقل للتواصل بين الأجزاء.
لن يتمكن المعالج الكبير الذي يتمتع بنفس البنية من تحقيق إشارة الجودة من حيث السرعة والكفاءة
أتذكر أنه قبل عام، وربما أقل، قرأت مقالًا عن تطوير شركة IBM، حيث قاموا بتطوير مادة لاصقة توصل الحرارة بشكل أفضل بكثير، بحيث يمكنك لصق الزعانف (المشتتات الحرارية) وجعلها موصلة بشكل أفضل.
بالإضافة إلى ذلك، هناك أنظمة تبريد تعتمد على الماء، والتي تبرد بشكل أفضل.
وإذا لم يكن الأمر كذلك، يمكنك دائمًا رمي المعالج في كوب به نيتروجين سائل ويتم حل مشاكل التبريد...
فيما يتعلق بانتقال الحرارة وتطوير طرق جديدة، هناك بشكل عام ثلاث آليات لانتقال الحرارة:
التوصيل مثل بين مادتين صلبتين (بين المعالج والزعانف)، والحمل الحراري من خلال السائل (بين الزعانف والهواء)، والإشعاع (الذي يكون عند درجات حرارة عالية حقًا، لذا فهو غير ذي صلة).
ويعتمد انتقال الحرارة بالتوصيل على أمرين: مساحة السطح بين المادتين ومعامليهما لانتقال الحرارة بالتوصيل.
في الماضي، كانت الحرارة في الحمل الحراري تعتمد بشكل أساسي على معامل الحمل الحراري، ويأخذ هذا المعامل في الاعتبار، من بين أمور أخرى، هندسة ممر الحرارة، لنفترض أننا نستخدم زعانف أسطوانية، أي أعمدة مستديرة. فإذا رتبناها على رقعة الشطرنج، يمكننا أن نضع زعنفة على أي مربع (أبيض وأسود) أو على لون معين (أسود فقط). وبين الحالتين سيكون هناك اختلاف في معامل انتقال الحرارة.
ولذلك لحل المشكلة يمكنك البحث في ثلاثة مجالات: الأول هو مواد جديدة ذات توصيل حراري أفضل، والثاني هو البحث عن تكوينات جديدة لترتيب الزعانف وشكلها، والثالث هو التحول إلى أجهزة الكمبيوتر البيولوجية أو أي تكنولوجيا أخرى لا تنبعث منها الكثير من الحرارة...
1. تلعب علبة الكمبيوتر دورًا مهمًا جدًا في التبريد، ومن الجدير الاستثمار في علبة من الألومنيوم عالي الجودة (تسمح بتبديد الحرارة بشكل أكثر كفاءة) مع هيكل عريض ومروحتين مقاس 120 مم، إحداهما تسحب الهواء من الأمام و والآخر الذي ينبعث الهواء الساخن من الخلف.
2. يجدر أيضًا التحقق من إمكانية التبريد المائي للكمبيوتر (نظام مغلق بالطبع) فهناك العديد من متاجر الكمبيوتر حيث يمكنك الحصول على مثل هذه المعدات والتبريد بالماء يعتبر أفضل بكثير من التبريد بالهواء، وهنا أيضًا يجب عليك الاستثمار في شيء عالي الجودة وليس لعبة.
حظاً سعيداً، سيكون دافيد بن غوريون فخوراً بك (زهرة النقب)
أنت على حق، وليس هناك ما يمكنك فعله حيال ذلك (باستثناء العيش في القطب بدون مروحة أو في تونغا بدون جهاز كمبيوتر...)
المروحة تصدر ضوضاء وهذا مزعج.
عامي
هناك مراوح أكثر جدية لوحدة المعالجة المركزية يمكنك تثبيتها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ومنعها من التعطل نتيجة لتسخين وحدة المعالجة المركزية.
حاول الاستفسار مع رجل الكمبيوتر الخاص بك، وإذا لم تنجح، سأعطيك اسمًا يمكن أن يساعدك.
بالفعل هناك مشكلة في تبديد حرارة المعالجات وهي تنبع من كثافة الدوائر (صغر حجمها) وسرعة التبديل (سرعة المعالج).
مثير للاهتمام. شكرا.
ويبدو أن مجال التبريد يحتاج إلى تحول تكنولوجي لأنه أساسي جدًا لجميع العمليات. ينطفئ جهاز الكمبيوتر الخاص بي من وقت لآخر (أعيش اليوم في النقب) وذلك نتيجة للحرارة. زعانف التبريد الخاصة بالمعالج لا تقوم بعمل جيد بما فيه الكفاية. وهو مبرد شبه سلبي، حيث يتم تركيب جهاز تهوية على هذه الأضلاع يقوم بتدوير الهواء فوقها ليأخذ الحرارة منها. تكمن شبه السلبية في نقل الحرارة البطيء نسبيًا من المعالج إلى الأضلاع.
أعتقد أحيانًا أنه في عالم اليوم حيث يتم تصغير كل شيء، فإننا في الواقع نصنع أفرانًا صغيرة وبالتالي نفتقد قدرًا كبيرًا من كفاءتها. ماذا سيحدث إذا كان لدي، بدلاً من معالجي الصغير الذي يبلغ طوله بضعة سنتيمترات فقط، نفس المعالج بنفس قوة الحوسبة، على لوحة كبيرة وموازية للوحة الأم بأكملها؟ سيشغل ذلك مساحة، لكن التبريد السلبي سيكون كثيرًا أكثر كفاءة، وما الذي يهمني إذا تم وضع لوحة أخرى داخل هذا الصندوق؟
أفترض أن هناك أيضًا مشكلة وجود مادة باهظة الثمن (السيليكون) والتي يصعب تقطيعها إلى شرائح رفيعة جدًا من أجل توسيع مساحة السطح لتلبية احتياجات انبعاث الحرارة، مع الحفاظ على كفاءة الحساب.
المقال مثير للاهتمام ومفيد.
السبت شالوم للجميع،
عامي بشار
الى عامي بشار
لا يمكن إغلاق المفاعل بالكامل لأنه يجب أن تنبعث منه الحرارة. ولذلك يجب أن تكون أنابيب تبريد الصوديوم السائل خارج القشرة الخرسانية أو داخل الخرسانة ولكن قريبة من مساحة السطح الخارجي. في المناطق الباردة، كما ورد في المقال - في ألاسكا على سبيل المثال، من المحتمل أن يكون من الممكن الاكتفاء بتبريد الهواء، لكن في المناطق الأكثر دفئًا من غير الممكن الاكتفاء بتبريد الهواء وستكون هناك حاجة إلى تبريد الماء.
يبدو موضوع الصوديوم والماء سخيفًا بعض الشيء بالنسبة لي. إن ختم شيء ما لمدة ثلاثين عامًا ليس قصة معقدة. سيتم تغليف الكبسولة الخارجية للمنشأة بطبقة سميكة جدًا من الخرسانة ويمكن إحاطتها بطبقة من البلاستيك. لا يوجد خطر من أن السماء سوف تخترق مثل هذا الشيء في المليون سنة القادمة، وسيكون هناك أيضًا زلزال هناك. ثانيا، يجب تحسين تكنولوجيا التبريد وتعزيزها على وجه التحديد من أجل تعلم كيفية تجنب الحاجة إلى استخدام المياه. ونتذكر أيضًا أنه في المنشآت التي يتم تبريدها بالماء، يخرج نفس الماء إلى البحر ويلوثه بالحرارة! تتبدد هذه الحرارة، لكنها لا تزال قذرة. وبالمناسبة، يعتبر الضوء أيضًا ملوثًا (على سبيل المثال، المصابيح الموجودة على الممرات الخشبية بمختلف أنواعها لها تأثير شديد على معدل النفوق المرتفع جدًا للسلاحف البحرية التي تفقس وتركض إلى الممشى بدلاً من ضوء القمر الذي ينعكس من البحر). ).
الطاقة الذرية تبدو كخيار للطاقة الخضراء بالنسبة لي.