مجمع الشمس "الشمس" - مرآة الفرن لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

بالنظر إلى صورة مبنى فريد من نوعه ، من الصعب تخيل أن هذا ليس مشهدًا لفيلم رائع ، ولكنه كائن أرضي تمامًا. بدأ تاريخها في الثمانينيات ، عندما بدأ بناء أكبر فرن شمسي في العالم في مساحة شاسعة من أرض السوفييت (في أوزبكستان).

علاوة على ذلك ، فإن عظمة وقوة مجمع "الشمس" الشمسي ليس كثيرًا في الأشكال المستقبلية للهيكل ، ولكن في الوظيفة ، لأن تركيبه قادر على رفع درجة حرارة الفرن إلى 3500 درجة مئوية في غضون ثواني ، فقط باستخدام طاقة النجم.

بدأ البناء غير العادي في عام 1981 في سفوح تيان شان على ارتفاع 1100 متر فوق مستوى سطح البحر. لم يتم اختيار أراضي أوزبكستان ، التي كانت آنذاك جزءًا من الاتحاد السوفيتي ، عن طريق الصدفة ، لأن هذا النوع من الظروف الخاصة المعقدة كانت مطلوبة وهنا تتوافق مع المتطلبات العلمية الأساسية.

أولاً ، يجب أن يكون الكائن بأكمله موجودًا على كتلة صخرية متكاملة لتجنب التدمير أثناء الزلازل ، ولم تفقد أي هزات من قشرة الأرض الاتجاه الثابت للمظلات الشمسية للمكثف.

ثانيًا ، في هذا المجال خلال أكثر من 270 يومًا ، تتوافق جودة ضوء الشمس الموجه مع المعايير المطلوبة.

والأهم من ذلك ، وجود القليل جدًا من الغبار في الغلاف الجوي عند هذا الارتفاع ، لأن هذا المجمع مصمم للعمل بمواد عالية النقاء.

حقيقة مثيرة للاهتمام: يوجد نموذج أولي لمثل هذا الجسم الشمسي في Font-Rome-Odeillo ، على منحدرات جبال البرانس الشرقية ، في فرنسا. منذ عام 1970 ، يقوم مركز أبحاث لدراسة المواد في درجات حرارة عالية جدًا بإجراء أبحاثه على أساس المجمع.

كلف التطوير الهندسي لهذا المجمع خزينة الدولة أموالاً طائلة ، لكن النتيجة فاقت حتى أكثر التوقعات جرأة. العملية ليست مجانية عمليًا فحسب ، بل حصل العلماء على قاعدة بحث فريدة. لكي يعمل "معهد الشمس" بشكل كامل ، كان لابد من بذل الكثير من الجهود والحماس من قبل العلماء الذين عملوا تحت إشراف الأكاديمي س. أزيموف ، لأن حساب وتطوير التركيبات التجريبية يتطلب معرفة خاصة.

يتطلب التصميم المعقد للفرن الشمسي حسابات دقيقة ، نظرًا لأنه مجمع بصري ميكانيكي معقد مزود بأنظمة تحكم أوتوماتيكية. يتكون من 4 وحدات هيكلية ، إحداها عبارة عن حقل طائرات الهليوستات يقع على منحدر لطيف ، حيث يتم تركيب 62 مروحية مجمعة من 195 عنصر مرآة مسطحة في نمط رقعة الشطرنج.

مقابل المرايا التي يتم التحكم فيها تلقائيًا لحقل الهليوستات يوجد مكثف مكافئ (مقعر) مصنوع من 10700 مرآة موزعة على مساحة 1840 متر مربع. هذا الهيكل هو القادر على تكوين تدفق طاقة ثابت عالي الكثافة في المنطقة البؤرية للمُركّز ، والذي يتم إعادة توجيهه إلى البرج المركزي ، حيث يتم إنشاء درجة حرارة تزيد عن 3500 درجة مئوية ، وهو ما يعادل طاقة "10 آلاف شمس".

مثير للاهتمام: قطر المرآة المكافئة في مجمع "الشمس" الشمسي هو 47 م ، وفي فرن Odeilia الشمسي - 54 م.

بطبيعة الحال ، لا أحد يستخدم مثل هذه القوى العظمى من أجل إعادة صهر المعادن ، فهي تستخدم للأغراض العلمية ، حيث لا يمكن إجراء اختبار المعدات والمواد التي تشارك في صناعات الطيران والفضاء في ظل الظروف العادية.

على سبيل المثال ، لإنشاء جلد مركبة فضائية أو محطة مدارية ، عليك أن تعرف بالضبط كيف يتحمل جسم الجسم الحرارة في ظل التعرض المستمر لأشعة الشمس وكيف يتفاعل مع الانخفاض الحاد في درجة الحرارة.من الواضح للجميع أن مثل هذه الدراسات لن تكون ممكنة بدون المجمع الشمسي. على الرغم من أنه يمكن استخدام هذه التركيبات بسهولة لأغراض مختلفة ، على سبيل المثال ، لتوليد الكهرباء أو وقود الهيدروجين أو صنع المواد النانوية ، وكذلك صهر الفولاذ والمواد الأخرى عالية القوة.

فوائد الفرن الشمسي:

- بفضل نظام المرايا والمكثفات ، أصبح من الممكن رفع درجة الحرارة أكثر من 3500 درجة حرفيًا في غضون ثوانٍ ، مما يجعل من الممكن الحصول على مواد نقية بدون شوائب عند الإخراج ؛

- النظام الشمسي قادر على إحداث تغيير فوري في درجة الحرارة ، مما يجعل من الممكن إجراء تحقيق شامل في تأثير الصدمات الحرارية على المواد ؛

- يتم ضمان السلامة البيئية بسبب حقيقة أن الجسم الخاضع للبحث يتم تسخينه فقط عن طريق الإشعاع. هذا يعني أن الفرن لا ينتج أي ملوثات.

على الرغم من حقيقة أن الاتحاد السوفيتي قد انتهى منذ فترة طويلة ، فقد تمت إعادة تسمية "معهد الشمس" ليصبح معهد الفيزياء التقنية التابع لأكاديمية العلوم في أوزبكستان "Physicotechnical Institute of NPO" "Physics-Sun" التابع لأكاديمية العلوم في أوزبكستان ، وفي نفس الوضع يشارك بشكل مستوحى في البحث العمل ، وإجراء التجارب بانتظام على الألواح الشمسية والمواد النانوية والإلكترونيات الضوئية وغيرها الكثير.

وفقًا لمحرري Novate. Ru ، تشارك المؤسسة العلمية أيضًا في الأنشطة التجارية ، لأن التقنيات الحديثة تحتاج أكثر من أي وقت مضى إلى إلكترونيات بصرية عالية الدقة وأشباه موصلات نقية وسيراميك خاص وعناصر فائقة الدقة لإنشاء المعدات الطبية والمعدات الطبية ، إلخ.

أصبحت السياحة أيضًا شائعة مؤخرًا. تنظم شركات السفر رحلات مثيرة ليوم واحد حتى يتمكن كل شخص من رؤية عظمة "معهد الشمس" وفرنه الفريد بأعينه.