Spanske ingeniører har udviklet en prototype af en miljøvenlig fusionsreaktor med inertiplasmaindeslutning, som er baseret på kernefusion i stedet for nuklear fission. Det hævdes, at opfindelsen vil muliggøre betydelige besparelser på brændstof og undgå miljøforurening.

Professor ved det polytekniske universitet i Madrid, José González Diez, har patenteret en reaktor, der bruger en brintisotop som brændstof, som kan isoleres fra vand, hvilket giver mulighed for betydelige besparelser i produktionen af ​​elektricitet. Syntese i reaktoren sker ved hjælp af laserstråling på 1000 MW.

Nuklear fusion er blevet undersøgt i mange år for at give et alternativ til nuklear fission med hensyn til sikkerhed og økonomiske fordele. Men i dag findes der ikke en eneste fusionsreaktor til produktion af kontinuerlig højspændingselektrisk energi. Et eksempel på en naturlig termonuklear reaktor er Solen, indeni hvilken plasma opvarmet til enorme temperaturer holdes i en tilstand af høj tæthed.

Som en del af Fusion Power-projektet skabte Gonzalez Diez en prototype af en fusionsreaktor med inerti plasma indeslutning. Reaktorens syntesekammer kan tilpasse sig den anvendte type brændsel. Teoretisk mulige reaktioner kunne være deuterium-tritium, deuterium-deuterium eller hydrogen-hydrogen.

Kammerets dimensioner, såvel som dets form, kan tilpasses afhængigt af brændstoftypen. Derudover vil det være muligt at ændre formen på eksternt og internt udstyr, type kølevæske mv.

Ifølge Boris Boyarshinov, kandidat for fysiske og matematiske videnskaber, er projekter til at skabe en termonuklear reaktor blevet implementeret i fyrre år.

"Siden 70'erne har problemet med kontrolleret termonuklear fusion været akut, men indtil videre har adskillige forsøg på at skabe en termonuklear reaktor været forgæves. Arbejdet med opfindelsen er stadig i gang og vil højst sandsynligt snart blive kronet med succes,” bemærkede Mr. Boyarshinov.

Lederen af ​​Greenpeace Ruslands energiprogram, Vladimir Chuprov, er skeptisk over for ideen om at bruge termonuklear fusion.

»Det her er langt fra en sikker proces. Hvis du placerer et "tæppe" af uran-238 ved siden af ​​en termonuklear reaktor, så vil alle neutronerne blive absorberet af denne skal, og uran-238 vil blive omdannet til plutonium-239 og 240. Ud fra et økonomisk synspunkt, selvom termonuklear fusion kan realiseres og sættes i kommerciel drift, dens omkostninger er sådan, at ikke alle lande har råd til det, om ikke andet fordi der er brug for meget kompetent personale til at servicere denne proces,” siger økologen.

Ifølge ham er kompleksiteten og de høje omkostninger ved disse teknologier den anstødssten, som ethvert projekt vil snuble over, selvom det foregår på et teknisk niveau. "Men selvom det lykkes, vil den maksimale installerede kapacitet for fusionsstationer ved udgangen af ​​århundredet være 100 GW, hvilket er omkring 2% af, hvad menneskeheden har brug for. Som et resultat løser termonuklear fusion ikke det globale problem,” er hr. Chuprov sikker.

I denne uge var der opsigtsvækkende rapporter om et gennembrud i den praktiske brug af kontrolleret termonuklear fusionsteknologi. Ifølge forskere kan termonukleare reaktorer være ret kompakte. Dette gør dem velegnede til brug på skibe, fly, små byer og endda rumstationer.

Kold fusionsreaktor verificeret

Den 8. oktober 2014 afsluttede uafhængige forskere fra Italien og Sverige verifikationen af ​​den oprettede Andrea Rossi E-CAT enheder til at generere elektricitet baseret på en kold fusionsreaktor. I april-marts i år brugte seks professorer 32 dage på at studere driften af ​​generatoren og måle alle mulige parametre, og derefter brugte seks måneder på at behandle resultaterne. En rapport blev offentliggjort på baggrund af resultaterne af inspektionen.

Installationen omfatter fra 52 til 100 eller flere individuelle E-Cat "moduler", som hver består af 3 små interne koldfusionsreaktorer. Alle moduler er samlet inde i en almindelig stålcontainer (mål 5m × 2,6m × 2,6m), som kan installeres hvor som helst. Levering til lands, til vands eller i luften er mulig.

Ifølge kommissionens rapport producerer E-SAT-generatoren en enorm mængde varme - over 32 dage producerede den mere end 1,5 megawatt-timers energi. I selve enheden ændres den isotopiske sammensætning af "brændbare" materialer, det vil sige, at der opstår nukleare reaktioner.

I modsætning til almindeligt anvendte nukleare fissionsreaktorer forbruger E-Cat koldfusionsreaktoren ikke radioaktive materialer, frigiver radioaktive emissioner til miljøet, producerer intet atomaffald og bærer ikke de potentielle farer ved at smelte reaktorskallen eller kernen. Anlægget bruger små mængder nikkel og brint som brændstof.

Den første offentlige demonstration af E-SAT fandt sted tilbage i januar 2011. Så mødte hun fuldstændig benægtelse og uvidenhed fra akademiske kredse. Mistanke om forfalskning blev understøttet af en række overvejelser: For det første er Rossi ikke en videnskabsmand, men en ingeniør, der er uddannet fra et velrenommeret universitet; for det andet blev han fulgt af et spor af retsforfølgelser for mislykkede projekter, og for det tredje kunne han ikke selv forklare fra et videnskabeligt synspunkt, hvad der skete i hans reaktor.

Det italienske patentagentur udstedte patent på Andrea Rossis opfindelse efter en formel (ikke-teknisk) undersøgelse, og den internationale patentansøgning fik en negativ foreløbig anmeldelse på grund af en mulig "modsigelse med almindeligt anerkendte fysiklove og etablerede teorier", og derfor ansøgningen skulle suppleres med eksperimentel dokumentation eller solid teoretisk begrundelse baseret på moderne videnskabelige teorier.

Derefter fandt en række andre screeninger og test sted, hvor Rossi ikke var i stand til at blive dømt for bedrageri. Ved den sidste test i marts-april i år blev der som sagt taget højde for alle mulige kommentarer.

Professorerne afsluttede rapporten med ordene: "Det er naturligvis ikke tilfredsstillende, at disse resultater stadig mangler en overbevisende teoretisk forklaring, men resultatet af eksperimentet kan ikke afvises eller ignoreres blot på grund af manglende teoretisk forståelse."

I næsten to år var det uklart, hvor Rossi var forsvundet. Modstandere af kold fusion glædede sig. Efter deres mening fejlede svindleren, hvor han burde have. De forsikrede, at Andrea Rossi ikke kender det grundlæggende i teoretisk fysik og er dømt til at mislykkes på grund af sin utrolige uvidenhed, siger lederen af ​​Center for Økonomisk Forskning ved IGSO Vasily Koltashov. - Jeg kan huske, hvordan jeg i 2013 på St. Petersburg International Economic Forum under dække af en journalist spurgte præsidenten for Det Russiske Videnskabsakademi, Vladimir Fortov, hvad han mente om udsigterne for kold nuklear transmutation og Ruslands arbejde . Fortov svarede, at alt dette ikke fortjener opmærksomhed og ikke har nogen udsigter, og kun traditionel atomenergi har dem. Det viser sig, at alt er helt anderledes. Alt bliver, som vi forudsagde i rapporten "Energy Revolution: Problems and Prospects of World Energy". Den gamle energiindustri skal dø, og ingen "skiferrevolution" vil redde den. Med reduktionen i omkostningerne til elproduktion vil der være mulighed for et spring inden for produktionsautomatisering og introduktion af robotter. Hele verdensøkonomien vil ændre sig. Men den første bliver tilsyneladende USA. Og hvorfor alle? Fordi de har ringe forståelse for teoretisk fysik, men de stræber efter at reducere produktionsomkostningerne og øge rentabiliteten. Men Rusland vil ikke sætte en stopper for energirevolutionen, alt er lige begyndt. Der vil være andre gennembrud.

I mellemtiden annoncerede det amerikanske firma Lockheed Martin Corp i går sit teknologiske gennembrud inden for praktisk anvendelse af kontrolleret termonuklear fusionsteknologi. I det næste årti lover det at præsentere en kommerciel prototype af en kompakt fusionsreaktor, og den første prototype skulle dukke op inden for et år.

Lockheed Martin annoncerer gennembrud i kontrolleret fusion

Kontrolleret termonuklear fusion er den moderne energis hellige gral. I betragtning af den udbredte radiofobi, som i høj grad hæmmer udviklingen af ​​klassiske nukleare teknologier, betragter mange det som det eneste reelle alternativ til fossile brændstoffer. Men vejen til denne gral er meget vanskelig, og først for nylig lykkedes det kinesiske videnskabsmænd, der arbejdede på EAST-faciliteten, at overskride Lawson-kriteriet og opnå en energioutputkoefficient på omkring 1,25. Det skal bemærkes, at alle de største succeser inden for opnåelse af termonuklear fusion er opnået i tokamak-type installationer, og disse omfatter også forsøgsreaktoren ITER, som er ved at blive bygget i Den Europæiske Union.

Sådan ser det arbejdende hjerte af en tokamak ud

Og tokamaks har udover de åbenlyse fordele også en række ulemper. Den vigtigste er, at alle reaktorer af denne type er designet til at fungere i en pulseret tilstand, hvilket ikke er særlig bekvemt til industriel brug i energisektoren. En anden type reaktor, den såkaldte "stellarator", lover interessante resultater, men udformningen af ​​stellaratoren er meget kompleks på grund af den specielle topologi af magnetspolerne og selve plasmakammeret, og betingelserne for at antænde reaktionen er mere strenge. Og hver gang taler vi om store stationære installationer.

En af stellarator-konfigurationsmulighederne

Men det lader til, at Lockheed Martin har formået at opnå et gennembrud på et område, der længe har været anerkendt som håbløst. Mest af alt ligner ordningen udgivet af ansatte i Skunk Works-laboratoriet, ejet af Lockheed Matrin, en lineær plasmafælde med magnetiske spejle, som for kortheds skyld kaldes en "spejlcelle". Det er muligt, at forskerne involveret i dette projekt formåede at løse hovedproblemet med "spejlcellen", der er forbundet med afbrydelsen af ​​superledning under påvirkning af stærke magnetiske felter og en utilstrækkelig længde af strukturen. Tidligere blev arbejdet med dette projekt udført under hemmeligholdelsesslør, men nu er det fjernet, og Lockheed Martin inviterer både offentlige og private partnere til et åbent samarbejde.

Forenklet diagram af Skunk Works-reaktoren

Men det skal bemærkes, at vi stadig taler om en deuterium-tritium-reaktion, som producerer en neutron ved udgangen, som menneskeheden endnu ikke ved, hvordan man bruger på anden måde end gennem absorption af reaktorens tæppe med den efterfølgende frigivelse af termisk energi ind i det klassiske damp-vand-kredsløb. Det betyder, at højtryk, højhastighedsturbiner og desværre radioaktivitet induceret i tæppet ikke forsvinder, så de brugte komponenter i plasmakammeret skal bortskaffes. Naturligvis er strålingsfaren for termonuklear fusion af deuterium-tritium-typen flere størrelsesordener lavere end for klassiske fissionsreaktioner, men du bør stadig huske på det og ikke forsømme sikkerhedsregler.

Selskabet afslører selvfølgelig ikke fuldstændige data om sit arbejde, men antyder, at vi taler om at skabe en reaktor med en effekt på omkring 100 megawatt med dimensioner på omkring 2x3 meter, det vil sige, at den nemt kan passe på platformen af ​​en almindelig lastbil. Jeg er sikker på dette Tom McGuire, der leder projektet.

Tom McGuire foran T-4 eksperimentelle installation

Den første eksperimentelle prototype skal bygges og testes inden for et år, og industrielle prototyper af installationen forventes at dukke op inden for de næste fem år. Dette er meget hurtigere end arbejdstempoet på ITER. Og om 10 år, hvis alt går efter planen, vil seriereaktorer af denne type dukke op. Lad os ønske McGuires team held og lykke, for hvis de lykkes, så har vi alle chancer for at se en ny æra i menneskehedens energisektor inden for denne generations levetid.

Russiske forskeres reaktion

Præsident for det nationale forskningscenter "Kurchatov Institute" Evgeny Velikhov sagde i et interview med TASS, at han ikke ved noget om en sådan udvikling i det amerikanske selskab. "Jeg ved ikke dette, jeg tror, ​​det er fantasi, jeg kender ikke Lockheed Martins projekter på dette område," sagde han, "Lad dem erklære det og vise det.

Ifølge lederen af ​​ITER-Rusland projektkontoret (ITER er et internationalt projekt til at skabe en eksperimentel termonuklear reaktor. - TASS), doktor i fysiske og matematiske videnskaber Anatoly Krasilnikova, er udtalelserne fra den amerikanske bekymring en reklamekampagne, der ikke har noget med videnskab at gøre.

"De vil ikke have nogen prototype, som har arbejdet i årtier, og Lockheed Martin vil tage den og lancere den?" sagde han og svarede på et spørgsmål fra TASS deres navn Til en rigtig termonuklear reaktor Det har intet med det at gøre."

"Ja, for dem, der ikke forstår, ser det ud til, at det er umuligt at udføre arbejde i en lukket tilstand, som menneskeheden udfører i det fri," tilføjede videnskabsmanden og kommenterede oplysningerne om hemmeligholdelsen af ​​arbejdet. udføres "Har de forskellige fysik og forskellige naturlove"

Ifølge Krasilnikov afslører Lockheed Martin ikke detaljerne om sin opdagelse, fordi det professionelle samfund straks vil afsløre virksomheden. "De navngiver ikke installationen, og så snart de siger, vil de professionelle forstå, at dette er en PR-kampagne. De opfører sig på denne måde af en grund, fordi de vil blive afsløret," sagde han. "Dette er ikke videnskab , det er en helt anden aktivitet. De er ikke engagerede, i det mindste kender jeg ikke til det ."

Krasilnikov mindede om projektet med en pilot termonuklear hybridreaktor, som er ved at blive udviklet i Rusland. Som rapporteret kan konstruktionen først begynde i 2030.

"Rusland er i øjeblikket ved at udvikle et projekt for en eksperimentel hybridreaktor. Det er en kombination af teknologierne fra en atomreaktor, der opererer efter princippet om atomspaltning, og en termonuklear reaktor, der arbejder efter princippet om fusion," forklarede han vil være det næste trin baseret på resultaterne opnået på forsøgsstadiet er 2030."

Tekst
Oleg Akbarov

Tekst
Nikolaj Udintsev

I går meddelte det amerikanske firma Lockheed Martin, at man har til hensigt at skabe en bærbar fusionsreaktor. Ifølge pressemeddelelsen har de gjort betydelige fremskridt med at løse de hidtil uløste problemer, og den første fuldt funktionsdygtige prototype vil dukke op i 2019. I en verden, hvor fluktuerende energipriser er så vigtige, kan fremkomsten af ​​en sådan teknologi globalt ændre ikke kun det miljømæssige, men også det økonomiske og politiske landskab. Look At Me fandt ud af historien om problemet, og fandt også mere detaljeret ud af, hvem Lockheed Martin er, og hvad de forbereder.

Hvordan fungerer termonuklear reaktion?

Nuværende atomreaktorer bruger henfaldet af atomkerner af supertunge grundstoffer, som et resultat af hvilke lettere dannes og energi frigives. Under en termonuklear reaktion kombineres kernerne af atomer af lettere grundstoffer til tungere på grund af den kinetiske energi af termisk bevægelse. For eksempel arbejder Solen og andre stjerner efter samme princip.

For at opnå denne effekt er det nødvendigt, at kernerne, efter at have overvundet Coulomb-barrieren, nærmer sig i en afstand tæt på størrelsen af ​​kernerne selv og meget mindre end atomets størrelse. Under sådanne forhold kan kernerne ikke længere frastøde hinanden, så de er tvunget til at kombinere til et tungere element. Og når de kombineres, frigives en betydelig mængde stærk interaktionsenergi. Det er reaktorens produkt.

Hvad vil de gøre
hos Lockheed Martin

Lockheed Martin har været en stor leverandør til Pentagon i årtier. Hun er ansvarlig for udviklingen af ​​U-2 rekognosceringsflyene, F-117 Nighthawk, F-22 Raptor jagerfly og 22 andre fly. I de senere år er antallet af militærkontrakter for virksomheden, som modtager omkring 90 % af sine indtægter fra det amerikanske forsvarsministerium, dog begyndt at falde. Derfor blev Lockheed Martin interesseret i alternativ energi.

→ Lockheed Martin: Compact Fusion Research & Development

I øjeblikket udføres kontrollerede termonukleære reaktioner i tokamaks. eller stjerner. Disse er torusformede installationer, der indeholder højtemperaturplasma (temperatur over en million kelvin) inde ved hjælp af en kraftig elektromagnet. Problemet med denne tilgang er, at den modtagne energi på dette stadium er næsten lig med den, der bruges på at vedligeholde driften af ​​installationen.

Den største forskel mellem Lockheed Martin-teamets koncept og tokamak er, at at plasmaet er indeholdt på en anden måde: i stedet for torusformede kamre bruges et sæt superledende spoler. De skaber en anden magnetfeltgeometri, der holder hele kammeret, hvor reaktionen finder sted. Og jo større plasmatrykket er, jo stærkere vil magnetfeltet holde det.

"Vores kompakte fusionsreaktorteknologi kombinerer flere tilgange til problemet med magnetisk plasmaindeslutning og tillader reaktorprototypen at være 90 % mindre end tidligere koncepter," Thomas McGuire, leder af Skunk Works Revolutionaly Technology Programs (en del af Lockheed Martin).

Med ordene fra McGuire selv, som forsvarede sit kandidatarbejde ved Massachusetts Institute of Technology om emnet nuklear fusion, "kombinerede han i det væsentlige forskellige koncepter til en enkelt prototype, der udfyldte hullerne i hver med den andens fordele." Resultatet er et fundamentalt nyt produkt, som hans team hos Lockheed Martin arbejder på.

En bærbar reaktor har brug for omkring 20 kg fusionsbrændstof

→ Traditionelle reaktoreroptager hele lossepladser og serviceres af hundredvis af specialister

Selvom reaktoren formodes at være bygget så stor, at den passer ind i en lastbiltrailer, bør dens kraft være nok til at drive en lille by eller 80 tusinde hjem. Det vil omdanne billig og miljøvenlig brint (deuterium og tritium) ind i helium. Samtidig har en bærbar reaktor brug for omkring 20 kg termonuklear brændsel om året. Mængden af ​​dets affald vil ifølge Lockheed Martin-repræsentanter være meget mindre end affaldet fra driften af ​​for eksempel et kulfyret kraftværk.

Virksomheden ønsker at bygge en prototype bærbar fusionsreaktor inden 2016. første 100 MW prototyper i 2019 og arbejdsmodeller i 2024. Den udbredte distribution af enheder er planlagt i 2045.

Hvad vil kontrolleret termonuklear fusion give menneskeheden?

Økologisk
ren energi

En termonuklear reaktion er meget sikrere end en nuklear. For eksempel anses det for næsten umuligt for en termonuklear reaktion at komme ud af kontrol. Sker der en ulykke i reaktoren, vil skaderne på miljøet være flere gange mindre end ved en ulykke på en atomreaktor. Det er værd at bemærke, at eksisterende reaktioner, der involverer deuterium og tritium, stadig producerer en tilstrækkelig mængde radioaktivt affald, men de har en kort halveringstid. Samtidig vil lovende reaktioner ved hjælp af deuterium og helium-3 finde sted næsten uden at de dannes.

Flyvende
på tværs af solsystemet

Lockheed Martin installation - prototype af termonuklear raketmotor (TYARD). Dette kan installeres på et rumfartøj for at udforske solsystemet og det ydre rum tættest på Jorden. Det menes, at TURE vil være i stand til at nå en hastighed på 10% af lysets hastighed (ca. 30 tusinde km/s). I teorien er effektiviteten af ​​en sådan motor (dets specifikke impuls) mindst 20 gange (og maksimalt 9 tusind gange) vil overgå effektiviteten af ​​eksisterende raketmotorer.

Næsten uendelig
energikilde

Da en termonuklear reaktor kræver brint for at fungere, kan brændstof til den fås fra ethvert vand. I fremtiden vil de i stedet for tritium bruge helium-3, som er ret rigeligt i jordens atmosfære og endnu mere (hundrede tusinde tons) på månen. Med tiden (og med tilstrækkelig spredning af termonuklear energi) virksomheder kan reducere udvindingen af ​​mineraler for at brænde dem i eksisterende kraftværker.

Vi siger, at vi vil putte solen i en kasse. Ideen er smuk. Problemet er, at vi ikke ved, hvordan vi laver kassen.

Pierre-Gilles de Gennes
fransk nobelpristager

Alle elektroniske enheder og maskiner har brug for energi, og menneskeheden bruger meget af det. Men fossile brændstoffer er ved at løbe tør, og alternativ energi er endnu ikke effektiv nok.
Der er en metode til at opnå energi, der ideelt set passer til alle krav - termonuklear fusion. Reaktionen af ​​termonuklear fusion (omdannelsen af ​​brint til helium og frigivelsen af ​​energi) sker konstant i solen, og denne proces giver planeten energi i form af solstråler. Du skal bare efterligne det på Jorden, i mindre skala. Det er nok at give højt tryk og meget høj temperatur (10 gange højere end på Solen), og fusionsreaktionen vil blive lanceret. For at skabe sådanne forhold skal du bygge en termonuklear reaktor. Det vil bruge flere ressourcer på jorden, vil være sikrere og mere kraftfuldt end konventionelle atomkraftværker. I mere end 40 år er der blevet gjort forsøg på at bygge den, og der er blevet udført eksperimenter. I de senere år har en af ​​prototyperne endda formået at få mere energi, end der blev brugt. De mest ambitiøse projekter på dette område er præsenteret nedenfor:

Statslige projekter

Den største offentlig opmærksomhed er for nylig blevet givet til et andet termonuklear reaktordesign - Wendelstein 7-X stellaratoren (stellaratoren er mere kompleks i sin indre struktur end ITER, som er en tokamak). Efter at have brugt lidt over 1 milliard dollars byggede tyske videnskabsmænd en nedskaleret demonstrationsmodel af reaktoren på 9 år i 2015. Hvis det viser gode resultater, vil der blive bygget en større version.

Frankrigs MegaJoule Laser bliver verdens mest kraftfulde laser og vil forsøge at fremme en laserbaseret metode til at bygge en fusionsreaktor. Den franske installation forventes idriftsat i 2018.

NIF (National Ignition Facility) blev bygget i USA over 12 år og 4 milliarder dollars i 2012. De forventede at teste teknologien og derefter straks bygge en reaktor, men det viste sig, som Wikipedia rapporterer, at der kræves et betydeligt arbejde, hvis systemet nogensinde skal nå tænding. Som et resultat blev grandiose planer annulleret, og videnskabsmænd begyndte gradvist at forbedre laseren. Den sidste udfordring er at øge energioverførselseffektiviteten fra 7 % til 15 %. Ellers kan kongressens finansiering af denne metode til at opnå syntese ophøre.

I slutningen af ​​2015 begyndte byggeriet af en bygning til verdens mest kraftfulde laserinstallation i Sarov. Det vil være mere kraftfuldt end de nuværende amerikanske og fremtidige franske og vil gøre det muligt at udføre eksperimenter, der er nødvendige for konstruktionen af ​​en "laser" version af reaktoren. Færdiggørelse af byggeri i 2020.

Beliggende i USA er MagLIF-fusionslaseren anerkendt som en mørk hest blandt metoderne til at opnå termonuklear fusion. For nylig har denne metode vist bedre resultater end forventet, men effekten skal stadig øges 1000 gange. Laseren gennemgår i øjeblikket en opgradering, og i 2018 håber forskerne at modtage den samme mængde energi, som de brugte. Hvis det lykkes, vil en større version blive bygget.

Det russiske kernefysikinstitut eksperimenterede vedholdende med metoden "åben fælde", som USA opgav i 90'erne. Som et resultat blev der opnået indikatorer, der blev anset for umulige for denne metode. BINP-forskere mener, at deres installation nu er på niveau med den tyske Wendelstein 7-X (Q=0,1), men billigere. Nu bygger de en ny installation til 3 milliarder rubler

Lederen af ​​Kurchatov-instituttet minder konstant om planerne om at bygge en lille termonuklear reaktor i Rusland - Ignitor. Ifølge planen skulle den være lige så effektiv som ITER, om end mindre. Dens konstruktion skulle være startet for 3 år siden, men denne situation er typisk for store videnskabelige projekter.

I begyndelsen af ​​2016 lykkedes det den kinesiske tokamak EAST at nå en temperatur på 50 millioner grader og holde den i 102 sekunder. Før konstruktionen af ​​enorme reaktorer og lasere begyndte, var alle nyhederne om termonuklear fusion sådan her. Man kunne tro, at dette blot er en konkurrence blandt videnskabsmænd om, hvem der kan holde den stadig højere temperatur længere. Jo højere plasmatemperaturen er, og jo længere den kan opretholdes, jo tættere er vi på begyndelsen af ​​fusionsreaktionen. Der er snesevis af sådanne installationer i verden, flere flere () () er ved at blive bygget, så EAST-rekorden vil snart blive slået. I det væsentlige er disse små reaktorer kun testudstyr, før de sendes til ITER.

Lockheed Martin annoncerede et fusionsenergigennembrud i 2015, der ville give dem mulighed for at bygge en lille og mobil fusionsreaktor inden for 10 år. I betragtning af, at selv meget store og slet ikke mobile kommercielle reaktorer forventedes før i 2040, blev selskabets udmelding mødt med skepsis. Men virksomheden har mange ressourcer, så hvem ved. Der forventes en prototype i 2020.

Den populære Silicon Valley-startup Helion Energy har sin egen unikke plan for at opnå termonuklear fusion. Virksomheden har rejst mere end $10 millioner og forventer at skabe en prototype i 2019.

Lavprofil-startup Tri Alpha Energy har for nylig opnået imponerende resultater med at promovere sin fusionsmetode (teoretikere har udviklet >100 teoretiske måder at opnå fusion på, tokamak er simpelthen den enkleste og mest populære). Virksomheden rejste også mere end $100 millioner i investormidler.

Reaktorprojektet fra den canadiske startup General Fusion er endnu mere anderledes end de andre, men udviklerne er sikre på det og har rejst mere end 100 millioner dollars på 10 år for at bygge reaktoren i 2020.

Det britiske startup First light har den mest tilgængelige hjemmeside, dannet i 2014, og annoncerede planer om at bruge de seneste videnskabelige data til at opnå kernefusion til en lavere pris.

Forskere fra MIT skrev et papir, der beskriver en kompakt fusionsreaktor. De er afhængige af nye teknologier, der dukkede op efter konstruktionen af ​​gigantiske tokamaks begyndte og lover at fuldføre projektet om 10 år. Det vides endnu ikke, om de får grønt lys til at påbegynde byggeriet. Selv hvis den er godkendt, er en artikel i et magasin et endnu tidligere stadium end en opstart

Nuklear fusion er måske den mindst egnede industri til crowdfunding. Men det er med hans hjælp og også med NASA-finansiering, at Lawrenceville Plasma Physics-firmaet skal bygge en prototype af sin reaktor. Af alle de igangværende projekter ligner dette mest en fidus, men hvem ved, måske vil de bringe noget nyttigt til dette storslåede arbejde.

ITER vil kun være en prototype til opførelsen af ​​en fuldgyldig DEMO-installation - den første kommercielle fusionsreaktor. Dens lancering er nu planlagt til 2044, og dette er stadig en optimistisk prognose.

Men der er planer for næste etape. En hybrid termonuklear reaktor vil modtage energi fra både atomisk henfald (som et konventionelt atomkraftværk) og fusion. I denne konfiguration kan energien være 10 gange mere, men sikkerheden er lavere. Kina håber at bygge en prototype i 2030, men eksperter siger, at det ville være som at prøve at bygge hybridbiler før opfindelsen af ​​forbrændingsmotoren.

Bundlinie

Der er ingen mangel på mennesker, der ønsker at bringe en ny energikilde til verden. ITER-projektet har den største chance i betragtning af dets omfang og finansiering, men andre metoder, såvel som private projekter, bør ikke udelukkes. Forskere har arbejdet i årtier for at få fusionsreaktionen i gang uden den store succes. Men nu er der flere projekter for at opnå termonuklear reaktion end nogensinde før. Selvom hver af dem mislykkes, vil der blive gjort nye forsøg. Det er usandsynligt, at vi vil hvile, før vi lyser op i en miniatureversion af Solen her på Jorden.

Tags: Tilføj tags

Forskere fra Institut for Nuklear Fysik i den sibiriske gren af ​​Det Russiske Videnskabsakademi (INP SB RAS) har til hensigt at skabe en arbejdsmodel af en termonuklear reaktor på deres institut. Projektlederen, doktor i fysiske og matematiske videnskaber Alexander Ivanov, fortalte Sib.fm om dette.

For at lancere projektet "Udvikling af de grundlæggende principper og teknologier for fremtidens termonuklear energi", modtog videnskabsmænd et statstilskud. I alt vil forskerne bruge omkring en halv milliard rubler for at skabe reaktoren. Instituttet planlægger at bygge installationen om fem år. Som rapporteret er forskning relateret til kontrolleret termonuklear fusion, især plasmafysik, blevet udført på BINP SB RAS i lang tid.

"Indtil nu har vi været engageret i fysiske eksperimenter for at skabe en klasse af atomreaktorer, der kan bruges i fusion-fission-reaktioner. Vi har gjort fremskridt i dette, og vi stod over for opgaven med at bygge en prototype termonuklear station. Til dato har vi samlet basen og teknologien og er helt klar til at begynde arbejdet. Der bliver tale om en fuldskalamodel af en reaktor, der kan bruges til forskning eller for eksempel til behandling af radioaktivt affald. Der er mange teknologier til at skabe et sådant kompleks. De er nye og udfordrende og tager lidt tid at mestre. Alle de plasmafysiske problemer, som vi vil løse, er relevante for det globale videnskabelige samfund," sagde Ivanov.

I modsætning til konventionel kerneenergi involverer termonuklear energi brugen af ​​energi frigivet under dannelsen af ​​tungere kerner fra lette. Brugen af ​​brintisotoper - deuterium og tritium - er forudset som brændstof, men BINP SB RAS planlægger kun at arbejde med deuterium.

”Vi vil kun udføre modelleringseksperimenter med elektrongenerering, men alle reaktionsparametre vil svare til de rigtige. Vi vil heller ikke generere elektricitet - vi vil kun bevise, at reaktionen kan fortsætte, at plasmaparametrene er opnået. Anvendte tekniske opgaver vil blive implementeret i andre reaktorer,” understregede Yuri Tikhonov, vicedirektør for Instituttet for Videnskabeligt Arbejde.

Reaktioner, der involverer deuterium, er relativt billige og har et højt energiudbytte, men når de opstår, producerer de farlig neutronstråling.

”I eksisterende installationer er der opnået plasmatemperaturer på 10 millioner grader. Dette er en nøgleparameter, der bestemmer reaktorens kvalitet. Vi håber at øge temperaturen på plasmaet i den nyoprettede reaktor med to eller tre gange. På dette niveau vil vi kunne bruge installationen som neutrondriver til en kraftreaktor. Baseret på vores model kan neutronfri tritium-deuterium reaktorer skabes. Med andre ord vil de installationer, vi har skabt, gøre det muligt at skabe neutronfrit brændstof,” forklarede Alexander Bondar, en anden vicedirektør for BINP SB RAS for videnskabeligt arbejde.