các nhà khoa học Nga. Lò phản ứng nhiệt hạch Lockheed Martin bịp bợm

“Lockheed Martin đã bắt đầu phát triển một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn… Trang web của công ty cho biết nguyên mẫu đầu tiên sẽ được chế tạo trong vòng một năm. Nếu điều này trở thành sự thật, trong một năm nữa chúng ta sẽ sống ở một thế giới hoàn toàn khác,” đây là phần mở đầu của một trong “The Attic”. Ba năm đã trôi qua kể từ khi nó được xuất bản và thế giới vẫn không thay đổi nhiều kể từ đó.

Ngày nay, trong các lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân, năng lượng được tạo ra từ sự phân rã của hạt nhân nặng. Trong các lò phản ứng nhiệt hạch, năng lượng thu được trong quá trình hợp nhất hạt nhân, trong đó các hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng ban đầu được hình thành và “dư lượng” bị mất dưới dạng năng lượng. Chất thải từ các lò phản ứng hạt nhân có tính phóng xạ và việc xử lý an toàn chất thải này là một vấn đề đau đầu. Lò phản ứng nhiệt hạch không có nhược điểm này và cũng sử dụng nhiên liệu sẵn có rộng rãi như hydro.

Họ chỉ có một vấn đề lớn - kiểu dáng công nghiệp chưa tồn tại. Nhiệm vụ không hề dễ dàng: đối với các phản ứng nhiệt hạch, nhiên liệu phải được nén và nung nóng đến hàng trăm triệu độ - nóng hơn trên bề mặt Mặt trời (nơi xảy ra phản ứng nhiệt hạch một cách tự nhiên). Rất khó để đạt được nhiệt độ cao như vậy, nhưng có thể thực hiện được, nhưng một lò phản ứng như vậy tiêu thụ nhiều năng lượng hơn mức nó tạo ra.

Tuy nhiên, chúng vẫn có rất nhiều lợi thế tiềm tàng mà tất nhiên không chỉ có Lockheed Martin tham gia phát triển.

ITER

ITER là dự án lớn nhất trong lĩnh vực này. Nó có sự tham gia của Liên minh Châu Âu, Ấn Độ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nga, Mỹ và Nhật Bản, và bản thân lò phản ứng này đã được xây dựng trên lãnh thổ Pháp từ năm 2007, mặc dù lịch sử của nó đã đi sâu hơn vào quá khứ: Reagan và Gorbachev đã đồng ý thành lập nó vào năm 2007. 1985. Lò phản ứng là một buồng hình xuyến, một chiếc bánh rán, trong đó plasma được giữ bởi từ trường, đó là lý do tại sao nó được gọi là tokamak - Cái đó hình tròn kađo bằng mẹ thối rữa ĐẾN atushki. Lò phản ứng sẽ tạo ra năng lượng thông qua phản ứng tổng hợp các đồng vị hydro - deuterium và tritium.

Theo kế hoạch, ITER sẽ nhận được năng lượng nhiều gấp 10 lần mức tiêu thụ, nhưng điều này sẽ không sớm xảy ra. Ban đầu dự kiến ​​lò phản ứng sẽ bắt đầu hoạt động ở chế độ thử nghiệm vào năm 2020, nhưng sau đó ngày này đã bị hoãn lại đến năm 2025. Đồng thời, việc sản xuất năng lượng công nghiệp sẽ bắt đầu không sớm hơn năm 2060 và chúng ta chỉ có thể mong đợi sự phổ biến của công nghệ này ở đâu đó vào cuối thế kỷ 21.

Wendelstein 7-X

Wendelstein 7-X là lò phản ứng nhiệt hạch kiểu sao lớn nhất. Stellarator giải quyết vấn đề gây ra cho tokamaks - sự “lan truyền” plasma từ tâm hình xuyến đến các bức tường của nó. Những gì tokamak cố gắng giải quyết nhờ sức mạnh của từ trường, máy sao sao sẽ giải quyết được nhờ hình dạng phức tạp của nó: từ trường giữ plasma uốn cong để ngăn chặn sự tiến bộ của các hạt tích điện.

Wendelstein 7-X, như những người sáng tạo ra nó hy vọng, sẽ có thể hoạt động trong nửa giờ vào năm 21, điều này sẽ mang lại “tấm vé đi vào cuộc sống” cho ý tưởng về các trạm nhiệt hạch có thiết kế tương tự.

Cơ sở đánh lửa quốc gia

Một loại lò phản ứng khác sử dụng tia laser mạnh để nén và làm nóng nhiên liệu. Than ôi, cơ sở lắp đặt laser lớn nhất để sản xuất năng lượng nhiệt hạch, NIF của Mỹ, đã không thể tạo ra nhiều năng lượng hơn mức tiêu thụ.

Thật khó để dự đoán dự án nào trong số này sẽ thực sự thành công và dự án nào sẽ chịu chung số phận với NIF. Tất cả những gì chúng ta có thể làm là chờ đợi, hy vọng và theo dõi tin tức: những năm 2020 hứa hẹn sẽ là thời điểm thú vị cho năng lượng hạt nhân.

“Công nghệ hạt nhân” là một trong những nội dung chính của Olympic NTI dành cho học sinh.

16:57 30/03/2018

👁 798

Toàn bộ câu chuyện này bắt đầu vào năm 2013 và vào năm 2014, đại diện của Lockheed Martin đã thông báo rằng họ đang nghiên cứu một thiết bị tương tự.

Sau đó, một nhà khoa học tên là Thomas McGuire, người đứng đầu Dự án Hợp nhất Nhỏ gọn, đã công bố ý định hoàn thành quá trình phát triển trong vòng 5 năm. Vào năm 2013, ông tuyên bố ý định có được một nguyên mẫu hoạt động được trong vòng 5 năm và trong 10 năm nữa để bắt đầu sản xuất công nghiệp những hệ thống như vậy. Skunk Works, công ty đang phát triển dự án, là một bộ phận của Lockheed Martin.

Có một lượng lớn thông tin về năng lượng nhiệt hạch và các cơ sở có khả năng sản xuất ra nó. Kể từ những năm 20 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã cố gắng tưởng tượng một cơ sở lắp đặt hoặc lò phản ứng nhiệt hạch sẽ trông như thế nào và hoạt động như thế nào, tạo ra các nguyên mẫu khái niệm của thiết bị. Chúng đều rất lớn và rất đắt tiền. Ví dụ, chiếc mà cộng đồng quốc tế đang xây dựng ở Pháp có chi phí khoảng 50 tỷ USD và nặng khoảng 23.000 tấn. Lò phản ứng này sẽ sẵn sàng vào khoảng năm 2021. Nhiệt độ bên trong thiết bị sẽ vào khoảng 150 triệu độ C, cao gấp 10 lần nhiệt độ lõi. Từ trường của quá trình lắp đặt sẽ lớn hơn khoảng 200 nghìn lần so với từ trường của chính thiết bị.

Phóng viên Stephen Trimble của FlightGlobal đã tweet rằng “bằng sáng chế mới của kỹ sư Skunk Works cho thấy một thiết kế lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn với bản thiết kế dành cho F-16 như một ứng dụng tiềm năng. Một lò phản ứng nguyên mẫu đang được thử nghiệm ở Palmdale.”

Các chuyên gia gọi điều này là không thể, mặc dù theo The War Zone, “có thể tập đoàn Mỹ sẽ đưa ra tuyên bố chính thức trong thời gian tới”.

Lockheed Martin cho biết bằng sáng chế đã được nhận vào ngày 15 tháng 2 năm 2018. Đã có lúc, giám đốc dự án Compact Fusion, Thomas McGuire, nói rằng một nhà máy thí điểm sẽ được tạo ra vào năm 2014, nguyên mẫu vào năm 2019 và nguyên mẫu hoạt động vào năm 2024.

Về phần mình, các nhà khoa học Nga tham gia nghiên cứu trong lĩnh vực nhiệt hạch có kiểm soát gọi thông điệp của Lockheed Martin là một tuyên bố phản khoa học nhằm thu hút sự chú ý của công chúng.

“Điều này không thể xảy ra được. Thực tế là ý nghĩa của lò phản ứng nhiệt hạch đã được biết rất rõ từ quan điểm vật lý. Nếu âm thanh “helium 3” vang lên, bạn nên hiểu ngay rằng đây là một trò lừa bịp. Đây là một đặc điểm đặc trưng của những khám phá gần như như vậy - trong đó có một dòng “làm thế nào, làm thế nào để thực hiện nó” và mười trang về việc nó sẽ tốt như thế nào sau đó. Đây là một dấu hiệu rất đặc trưng - ở đây, chúng tôi đã phát minh ra phản ứng tổng hợp nhiệt hạch lạnh, sau đó họ không nói cách thực hiện nó, và chỉ mười trang sau, nó sẽ tuyệt vời biết bao”, Phó Giám đốc Phòng thí nghiệm Phản ứng Hạt nhân nói. Pravda.ru. Flerov JINR ở Dubna Andrey Papeko.

“Câu hỏi chính là làm thế nào để kích thích một phản ứng nhiệt hạch, làm nóng nó bằng cái gì, giữ nó bằng cái gì - nói chung, đây cũng là một câu hỏi vẫn chưa được giải quyết. Và thậm chí, chẳng hạn, khi lắp đặt nhiệt hạch bằng laser, phản ứng nhiệt hạch thông thường không bắt lửa ở đó. Và than ôi, không có giải pháp nào trước mắt trong tương lai gần,” nhà vật lý hạt nhân giải thích.

“Nga đang tiến hành khá nhiều nghiên cứu, điều này có thể hiểu được, nó đã được đăng trên toàn bộ báo chí mở, tức là cần nghiên cứu các điều kiện làm nóng vật liệu cho phản ứng nhiệt hạch. Nói chung, đây là một hỗn hợp với deuterium - không có khoa học viễn tưởng nào cả, vật lý này đều rất nổi tiếng. Làm thế nào để làm nóng nó, làm thế nào để giữ nó, làm thế nào để loại bỏ năng lượng, nếu bạn đốt cháy một plasma rất nóng, nó sẽ ăn các bức tường của lò phản ứng, nó sẽ làm tan chảy chúng. Trong các cơ sở lắp đặt lớn, nó có thể được giữ bằng từ trường và tập trung vào trung tâm buồng để không làm tan chảy các thành của lò phản ứng. Nhưng trong những cài đặt nhỏ, nó sẽ không hoạt động, nó sẽ tan chảy và cháy. Đó là, theo tôi, đây là những tuyên bố rất sớm.

Vì vậy, người đứng đầu cơ quan ITER của Nga, Anatoly Krasilnikov, đã công khai tuyên bố rằng bước đột phá khoa học do Lockheed Martin công bố thực chất chỉ là những lời nói suông và không liên quan gì đến thực tế. Và việc người Mỹ được cho là đã sẵn sàng bắt đầu tạo ra một lò phản ứng nguyên mẫu với kích thước đã nêu đối với ông Krasilnikov dường như chỉ là chiêu trò PR thông thường. Theo ông, khoa học hiện đại vẫn chưa sẵn sàng thiết kế một lò phản ứng nhiệt hạch an toàn hoạt động đầy đủ với kích thước nhỏ như vậy trong vài năm tới.

Để lập luận, Krasilnikov lưu ý rằng các nhà vật lý hạt nhân nổi tiếng đến từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật Bản, Nga và Liên minh Châu Âu đang làm việc trong dự án ITER quốc tế, nhưng ngay cả những bộ óc giỏi nhất của thời đại chúng ta cũng tập hợp lại hy vọng chỉ nhận được plasma đầu tiên từ ITER, tốt nhất là vào năm 2023. Đồng thời, không có thảo luận nào về độ nhỏ gọn của nguyên mẫu.

Một bình luận

    Vật lý vẫn biết rất ít về cơ chế tồn tại của nguyên tử. Nguyên tử được coi như một kho chứa năng lượng khép kín chứa năng lượng vô tận. Nói một cách dễ hiểu, trong nỗ lực nắm vững CTS, vật lý (lý thuyết và thực hành của nó) hoạt động với một số lượng lớn các yếu tố chưa biết. Tất cả những điều này chắc chắn là hệ quả của việc phủ nhận sự tồn tại của một môi trường không gian phi hạt - ether. Lý thuyết về ether mang lại điều gì mới cho việc tìm hiểu thế giới vi mô? Trước hết, cô khẳng định rằng nguyên tử không tồn tại một mình mà chỉ do nó hấp thụ ether từ bên ngoài, chất này sau khi trải qua quá trình xử lý ở vỏ electron của nguyên tử và biến thành các hạt cơ bản, được hấp thụ. bởi hạt nhân (các nucleon của nó). Hạt nhân nguyên tử, bị tước quyền tiếp cận tự nhiên với ether từ bên ngoài, chọn thành phần âm của nó dưới dạng electron của chúng và electron của nguyên tử từ tạp chất. Đây là tác động tiêu cực của tạp chất. Nếu các nhà vật lý vẫn đấu tranh chống lại sự tiếp cận của các nguyên tử tạp chất vào plasma, mặc dù một cách vô thức, thì không có biện pháp nào được dự tính đối với sự tiếp cận của ether từ bên ngoài. Và để có được plasma hoàn chỉnh và ổn định, cần phải tách hoàn toàn nó khỏi ether. Không có công nghệ chân không nào có thể giải quyết được vấn đề này vì ether có khả năng xuyên thấu cao.

Các kỹ sư Tây Ban Nha đã phát triển nguyên mẫu lò phản ứng nhiệt hạch thân thiện với môi trường với giới hạn plasma quán tính, dựa trên phản ứng tổng hợp hạt nhân thay vì phân hạch hạt nhân. Người ta khẳng định rằng phát minh này sẽ cho phép tiết kiệm đáng kể nhiên liệu và tránh ô nhiễm môi trường.

Giáo sư tại Đại học Bách khoa Madrid, José González Diez, đã được cấp bằng sáng chế cho một lò phản ứng sử dụng đồng vị hydro làm nhiên liệu, có thể tách khỏi nước, cho phép tiết kiệm đáng kể trong sản xuất điện. Quá trình tổng hợp trong lò phản ứng xảy ra bằng cách sử dụng bức xạ laser 1000 MW.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân đã được nghiên cứu trong nhiều năm để cung cấp giải pháp thay thế cho phản ứng phân hạch hạt nhân về mặt an toàn và lợi ích tài chính. Tuy nhiên, ngày nay không có một lò phản ứng nhiệt hạch nào có thể sản xuất năng lượng điện cao áp liên tục. Một ví dụ về lò phản ứng nhiệt hạch tự nhiên là Mặt trời, bên trong đó plasma được nung nóng đến nhiệt độ cực lớn được giữ ở trạng thái mật độ cao.

Là một phần của dự án Fusion Power, Gonzalez Diez đã tạo ra nguyên mẫu của lò phản ứng nhiệt hạch với sự giam giữ plasma quán tính. Buồng tổng hợp của lò phản ứng có thể thích ứng với loại nhiên liệu được sử dụng. Về mặt lý thuyết, các phản ứng có thể xảy ra có thể là deuterium-tritium, deuterium-deuterium hoặc hydro-hydro.

Kích thước của buồng cũng như hình dạng của nó có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào loại nhiên liệu. Ngoài ra, có thể thay đổi hình dạng của thiết bị bên ngoài và bên trong, loại chất làm mát, v.v.

Theo Boris Boyarshinov, ứng cử viên khoa học vật lý và toán học, các dự án tạo ra lò phản ứng nhiệt hạch đã được thực hiện trong bốn mươi năm.

“Kể từ những năm 70, vấn đề tổng hợp nhiệt hạch có kiểm soát đã trở nên gay gắt, nhưng cho đến nay, nhiều nỗ lực tạo ra lò phản ứng nhiệt hạch đều không thành công. Ông Boyarshinov lưu ý rằng công việc phát minh ra nó vẫn đang được tiến hành và rất có thể sẽ sớm đạt được thành công.

Người đứng đầu chương trình năng lượng Greenpeace Russia, Vladimir Chuprov, tỏ ra hoài nghi về ý tưởng sử dụng phản ứng tổng hợp nhiệt hạch.

“Đây không phải là một quá trình an toàn. Nếu bạn đặt một “tấm chăn” uranium-238 bên cạnh lò phản ứng nhiệt hạch, thì tất cả neutron sẽ bị lớp vỏ này hấp thụ và uranium-238 sẽ chuyển hóa thành plutonium-239 và 240. Từ quan điểm kinh tế, ngay cả khi nhà sinh thái học cho biết, phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có thể được hiện thực hóa và đưa vào vận hành thương mại, chi phí của nó cao đến mức không phải quốc gia nào cũng có thể mua được, nếu chỉ vì cần những nhân viên rất có năng lực để phục vụ quá trình này.

Theo ông, sự phức tạp và chi phí cao của những công nghệ này là trở ngại mà bất kỳ dự án nào cũng sẽ vấp phải, ngay cả khi nó diễn ra ở cấp độ kỹ thuật. “Nhưng ngay cả khi thành công, công suất lắp đặt tối đa của các trạm nhiệt hạch vào cuối thế kỷ này sẽ là 100 GW, tức là khoảng 2% nhu cầu của nhân loại. Kết quả là phản ứng tổng hợp nhiệt hạch không giải quyết được vấn đề toàn cầu”, ông Chuprov khẳng định.

Chúng ta nói rằng chúng ta sẽ đặt mặt trời vào một chiếc hộp. Ý tưởng này khá hay. Vấn đề là chúng ta không biết cách làm cái hộp.

Pierre-Gilles de Gennes
người Pháp đoạt giải Nobel

Tất cả các thiết bị và máy móc điện tử đều cần năng lượng và nhân loại tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Nhưng nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt và năng lượng thay thế vẫn chưa đủ hiệu quả.
Có một phương pháp thu được năng lượng phù hợp lý tưởng với mọi yêu cầu - Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch (chuyển đổi hydro thành helium và giải phóng năng lượng) liên tục xảy ra trong mặt trời và quá trình này mang lại cho hành tinh năng lượng dưới dạng tia mặt trời. Bạn chỉ cần bắt chước nó trên Trái đất, ở quy mô nhỏ hơn. Nó đủ để cung cấp áp suất cao và nhiệt độ rất cao (cao gấp 10 lần so với trên Mặt trời) và phản ứng nhiệt hạch sẽ được tiến hành. Để tạo ra những điều kiện như vậy, bạn cần xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch. Nó sẽ sử dụng nhiều nguồn tài nguyên dồi dào hơn trên trái đất, sẽ an toàn và mạnh mẽ hơn các nhà máy điện hạt nhân thông thường. Trong hơn 40 năm, người ta đã nỗ lực xây dựng nó và tiến hành các thí nghiệm. Trong những năm gần đây, một trong những nguyên mẫu thậm chí còn thu được nhiều năng lượng hơn mức tiêu hao. Các dự án đầy tham vọng nhất trong lĩnh vực này được trình bày dưới đây:

Dự án chính phủ

Sự chú ý lớn nhất của công chúng gần đây đổ dồn vào một thiết kế lò phản ứng nhiệt hạch khác - máy sao chép Wendelstein 7-X (máy sao sao có cấu trúc bên trong phức tạp hơn ITER, là một tokamak). Sau khi chi hơn 1 tỷ USD một chút, các nhà khoa học Đức đã xây dựng được mô hình trình diễn thu nhỏ của lò phản ứng trong 9 năm tính đến năm 2015. Nếu nó cho kết quả tốt, một phiên bản lớn hơn sẽ được xây dựng.

MegaJoule Laser của Pháp sẽ là loại laser mạnh nhất thế giới và sẽ cố gắng cải tiến phương pháp xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch dựa trên laser. Việc lắp đặt của Pháp dự kiến ​​sẽ được đưa vào vận hành vào năm 2018.

NIF (Cơ sở đánh lửa quốc gia) được xây dựng ở Hoa Kỳ trong hơn 12 năm và tiêu tốn 4 tỷ đô la vào năm 2012. Họ dự kiến ​​sẽ thử nghiệm công nghệ và sau đó xây dựng ngay một lò phản ứng, nhưng hóa ra, như Wikipedia báo cáo, cần phải có công việc quan trọng nếu hệ thống luôn đạt tới mức đánh lửa. Kết quả là những kế hoạch hoành tráng đã bị hủy bỏ và các nhà khoa học bắt đầu dần dần cải tiến tia laser. Thử thách cuối cùng là nâng cao hiệu suất truyền năng lượng từ 7% lên 15%. Nếu không, nguồn tài trợ của Quốc hội cho phương pháp đạt được sự tổng hợp này có thể bị chấm dứt.

Vào cuối năm 2015, việc xây dựng tòa nhà để lắp đặt hệ thống laser mạnh nhất thế giới ở Sarov đã bắt đầu. Nó sẽ mạnh hơn các lò phản ứng hiện tại của Mỹ và của Pháp trong tương lai, đồng thời có thể tiến hành các thí nghiệm cần thiết để chế tạo phiên bản "laser" của lò phản ứng. Hoàn thành xây dựng vào năm 2020.

Nằm ở Hoa Kỳ, laser nhiệt hạch MagLIF được công nhận là ngựa ô trong số các phương pháp đạt được phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Gần đây, phương pháp này đã cho kết quả tốt hơn mong đợi nhưng công suất vẫn cần phải tăng lên gấp 1000 lần. Tia laser hiện đang được nâng cấp và đến năm 2018, các nhà khoa học hy vọng sẽ nhận được lượng năng lượng tương đương với mức họ đã tiêu tốn. Nếu thành công, một phiên bản lớn hơn sẽ được xây dựng.

Viện Vật lý Hạt nhân Nga đã kiên trì thử nghiệm phương pháp “bẫy mở” mà Mỹ đã bỏ rơi vào những năm 90. Kết quả là, các chỉ số thu được được coi là không thể thực hiện được đối với phương pháp này. Các nhà khoa học của BINP tin rằng hệ thống lắp đặt của họ hiện ngang bằng với Wendelstein 7-X của Đức (Q=0,1), nhưng rẻ hơn. Bây giờ họ đang xây dựng một cơ sở lắp đặt mới với giá 3 tỷ rúp

Người đứng đầu Viện Kurchatov liên tục nhắc nhở về kế hoạch xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ ở Nga - Ignitor. Theo kế hoạch, nó sẽ có hiệu quả tương đương với ITER, mặc dù nhỏ hơn. Việc xây dựng nó đáng lẽ phải bắt đầu từ 3 năm trước, nhưng tình trạng này là điển hình của các dự án khoa học lớn.

Vào đầu năm 2016, tokamak EAST của Trung Quốc đã đạt được nhiệt độ 50 triệu độ và duy trì trong 102 giây. Trước khi việc xây dựng các lò phản ứng và laser khổng lồ bắt đầu, tất cả tin tức về phản ứng tổng hợp nhiệt hạch đều như thế này. Người ta có thể nghĩ rằng đây chỉ là cuộc cạnh tranh giữa các nhà khoa học để xem ai có thể giữ được nhiệt độ ngày càng cao lâu hơn. Nhiệt độ plasma càng cao và có thể duy trì được càng lâu thì chúng ta càng tiến gần đến điểm bắt đầu của phản ứng nhiệt hạch. Trên thế giới có hàng chục công trình lắp đặt như vậy, nhiều ()() nữa đang được xây dựng nên kỷ lục EAST sẽ sớm bị phá vỡ. Thực chất, những lò phản ứng nhỏ này chỉ là thiết bị thử nghiệm trước khi được đưa tới ITER.

Lockheed Martin đã công bố bước đột phá về năng lượng nhiệt hạch vào năm 2015, cho phép họ xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ và di động trong vòng 10 năm. Cho rằng ngay cả những lò phản ứng thương mại rất lớn và hoàn toàn không di động cũng không được mong đợi cho đến năm 2040, thông báo của tập đoàn đã vấp phải sự hoài nghi. Nhưng công ty có rất nhiều nguồn lực, vậy thì ai mà biết được. Một nguyên mẫu dự kiến ​​​​vào năm 2020.

Công ty khởi nghiệp nổi tiếng ở Thung lũng Silicon Helion Energy có kế hoạch độc đáo của riêng mình để đạt được phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Công ty đã huy động được hơn 10 triệu USD và dự kiến ​​sẽ tạo ra một nguyên mẫu vào năm 2019.

Công ty khởi nghiệp có cấu hình thấp Tri Alpha Energy gần đây đã đạt được kết quả ấn tượng trong việc thúc đẩy phương pháp nhiệt hạch của mình (các nhà lý thuyết đã phát triển >100 cách lý thuyết để đạt được phản ứng tổng hợp, tokamak đơn giản là cách đơn giản nhất và phổ biến nhất). Công ty cũng huy động được hơn 100 triệu USD từ quỹ đầu tư.

Dự án lò phản ứng của công ty khởi nghiệp General Fusion của Canada thậm chí còn khác biệt hơn so với các dự án khác, nhưng các nhà phát triển rất tin tưởng vào nó và đã huy động được hơn 100 triệu USD trong 10 năm để xây dựng lò phản ứng vào năm 2020.

Công ty khởi nghiệp First light có trụ sở tại Vương quốc Anh có trang web dễ truy cập nhất, được thành lập vào năm 2014 và đã công bố kế hoạch sử dụng dữ liệu khoa học mới nhất để sản xuất phản ứng tổng hợp hạt nhân với chi phí thấp hơn.

Các nhà khoa học từ MIT đã viết một bài báo mô tả một lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn. Họ dựa vào các công nghệ mới xuất hiện sau khi việc xây dựng tokamak khổng lồ bắt đầu và hứa sẽ hoàn thành dự án sau 10 năm. Vẫn chưa biết liệu họ có được bật đèn xanh để bắt đầu xây dựng hay không. Ngay cả khi được chấp thuận, một bài viết trên tạp chí còn là giai đoạn sớm hơn cả một công ty khởi nghiệp

Phản ứng tổng hợp hạt nhân có lẽ là ngành ít phù hợp nhất để huy động vốn từ cộng đồng. Nhưng chính nhờ sự giúp đỡ của ông và cả sự tài trợ của NASA mà công ty Vật lý Plasma Lawrenceville sẽ chế tạo được một nguyên mẫu của lò phản ứng của mình. Trong số tất cả các dự án đang thực hiện, dự án này trông giống một trò lừa đảo nhất, nhưng ai biết được, có thể chúng sẽ mang lại điều gì đó hữu ích cho công trình hoành tráng này.

ITER sẽ chỉ là nguyên mẫu để xây dựng cơ sở DEMO chính thức - lò phản ứng nhiệt hạch thương mại đầu tiên. Sự ra mắt của nó hiện được lên kế hoạch vào năm 2044 và đây vẫn là một dự báo lạc quan.

Nhưng có kế hoạch cho giai đoạn tiếp theo. Một lò phản ứng nhiệt hạch lai sẽ nhận năng lượng từ cả quá trình phân rã nguyên tử (giống như nhà máy điện hạt nhân thông thường) và phản ứng nhiệt hạch. Ở cấu hình này, năng lượng có thể gấp 10 lần nhưng độ an toàn thấp hơn. Trung Quốc hy vọng sẽ chế tạo được nguyên mẫu vào năm 2030, nhưng các chuyên gia cho rằng điều đó sẽ giống như cố gắng chế tạo ô tô hybrid trước khi phát minh ra động cơ đốt trong.

Điểm mấu chốt

Không thiếu những người muốn mang một nguồn năng lượng mới vào thế giới. Dự án ITER có cơ hội lớn nhất xét về quy mô và kinh phí, nhưng không nên bỏ qua các phương pháp khác cũng như các dự án tư nhân. Các nhà khoa học đã làm việc trong nhiều thập kỷ để tạo ra phản ứng nhiệt hạch nhưng không đạt được nhiều thành công. Nhưng hiện nay có nhiều dự án đạt được phản ứng nhiệt hạch hơn bao giờ hết. Ngay cả khi mỗi lần thất bại, những nỗ lực mới sẽ được thực hiện. Khó có khả năng chúng ta sẽ nghỉ ngơi cho đến khi thắp sáng được một phiên bản thu nhỏ của Mặt trời, ngay trên Trái đất.

Thẻ: Thêm thẻ

Tại hội nghị Google Solve for X tháng 2, một cựu nhân viên của Lockheed Martin đã đưa ra một tuyên bố bất ngờ. Ông tuyên bố rằng một nhóm các nhà khoa học dưới sự lãnh đạo của ông đã tiến gần đến một giải pháp hiệu quả cho một trong những vấn đề khó khăn nhất của vật lý hiện đại - khởi động và duy trì phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có kiểm soát (CTF). Hơn nữa, một nhóm các nhà nghiên cứu dự định xây dựng nguyên mẫu của một lò phản ứng nhỏ gọn công suất 100 MW vào năm 2017 - hãy xem video.

Bài thuyết trình được thực hiện bởi Charles Chase, người từng là kỹ sư và trưởng phòng trong bộ phận phát triển tiên tiến tại Lockheed Martin. Cục bí mật có tên chính thức là Ban Dự án Phát triển Tiên tiến. Nó được biết đến nhiều hơn trên thế giới với cái tên kỳ lạ Skunk works, được nhận vào những năm sáu mươi do niềm đam mê của các nhân viên đối với một bộ truyện tranh hài hước về bí mật công thức làm rượu moonshine từ chồn hôi. Văn phòng thậm chí còn có được một logo tương ứng, có thể nhìn thấy trên tất cả các slide.

Mặc dù có cái tên hài hước nhưng những dự án rất nghiêm túc vẫn được phát triển trong các bức tường của văn phòng. Trong số đó có máy bay trinh sát siêu thanh chiến lược SR-71 Blackbird, máy bay tấn công chiến thuật F-117 Night Hawk, RQ-170 Sentinel UAV, hàng chục máy bay khác có công nghệ tàng hình và tàu Sea Shadow.

Charles Chase tốt nghiệp Đại học California tại Berkeley. Ông tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Điện tử và Máy tính năm 1985 và làm việc cho Lockheed Martin từ năm 1986 đến năm 2004. Ông hiện là người đồng sáng lập công ty tư nhân CBH Technologies, nhưng trong buổi thuyết trình, ông và những phát triển mà ông gọi là tiếp tục được xác định là Lockheed Martin.

Theo Charles, khi cố gắng giải quyết vấn đề CTS, các nhà vật lý đã đi sai hướng trong nửa thế kỷ. Ông tin rằng tokamak không có tương lai và bày tỏ sự nghi ngờ lớn về dự án ITER.

Đồng thời, cách tiếp cận thay thế mà ông đề xuất chỉ được mô tả bằng những thuật ngữ chung nhất và gây ra nhiều nghi ngờ hơn. Phần giới thiệu đề cập rằng 1,3 tỷ người trên thế giới vẫn chưa được sử dụng điện thường xuyên. Đến năm 2050, nhu cầu hiện tại sẽ tăng gấp đôi, dẫn đến việc xây dựng hàng nghìn nhà máy điện mới sẽ không có đủ nhiên liệu.

Từ phần kịch tính, Charles chuyển sang phần lạc quan. Slide thể hiện phản ứng nổi tiếng của hạt nhân deuterium và tritium, dẫn đến sự hình thành hạt nhân helium và neutron tự do.

Phản ứng “deuterium + tritium” (slide từ phần trình bày của Charles Chase)

Vấn đề phóng xạ gây ra từ bức xạ neutron không chỉ đơn giản được che đậy - diễn giả tuyên bố mức phát thải bằng 0 và hoàn toàn không có nguy cơ bức xạ.

Nguyên lý hoạt động được mô tả một cách mơ hồ. Đề cập đến việc chiếu xạ tần số vô tuyến của khí deuterium và triti, nguồn gốc của chúng là lithium. Hiệu suất năng lượng của phản ứng được ước tính là 17,6 MeV (giá trị tham khảo). Tuy nhiên, Charles tiếp tục nói như thể nhờ vào sự sắp đặt của anh ấy, gần như toàn bộ năng lượng này đều thuộc quyền sử dụng của người tiêu dùng. Ông thậm chí còn nêu tên những ngày cụ thể khi nguồn năng lượng “gần như vô tận” sẽ được phổ biến rộng rãi.

Trong khi đó, việc bắt đầu một phản ứng (cũng như duy trì nó) ban đầu đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể. Để số dư cuối cùng dương, phải đáp ứng ít nhất ba điều kiện chính. Cần phải đạt được nhiệt độ plasma cao (hơn 100 triệu K), khả năng giữ nó đủ thời gian ở trạng thái mật độ cực cao và khả năng kỹ thuật để sử dụng năng lượng giải phóng.

Về hai điều kiện đầu tiên, Charles chỉ nói rằng lò phản ứng mới sử dụng cấu hình từ trường khác. Chính xác thì cô ấy khác biệt thế nào? Nó tốt hơn tokamak và Stellar như thế nào? Không có câu trả lời. Người nói hoàn toàn bác bỏ điều kiện thứ ba, đề cập đến các phương pháp sử dụng năng lượng nhiệt cổ điển. Nói một cách nhẹ nhàng thì chúng không hiệu quả lắm.

Khi chỉ trích tokamak, Charles sử dụng dữ liệu lỗi thời và không đề cập đến H-mode, được phát hiện vào năm 1982. Ở chế độ “thời trang cao cấp” (Paris không liên quan gì đến nó), tổn thất năng lượng trên tokamaks giảm theo hệ số hai hoặc nhiều hơn. Phương thức hoạt động này của các Stellarator chỉ mang lại lợi nhuận bằng một phần ba, nhưng kết quả của nhóm Chase là gì?

Việc người nói sẵn sàng nêu tên các giá trị và ngày tháng cụ thể mà không cho biết ngay từ đầu chúng được tính như thế nào là điều đáng ngạc nhiên. Ví dụ: slide trình chiếu một chiếc xe tải được lắp đặt lò phản ứng 100 MW. Đây là một minh họa về cấp độ Futurama. Trên slide tiếp theo, điểm màu tím có nhãn “Thí nghiệm T4. Cấu hình mới của từ trường."

Bằng miệng, Charles nhận xét rằng đây là một phần của căn phòng có đường kính khoảng một mét và chiều dài hai mét (buồng gương?), trong đó “bạn có thể nhìn thấy plasma”. Với trí tưởng tượng dồi dào, bạn có thể thấy bất cứ điều gì trong sự trừu tượng này.

Sự tự tin trong việc tạo ra một nguyên mẫu hoạt động chỉ trong bốn năm và đạt đến cấp độ công nghiệp trong mười năm nữa cho thấy mức độ sẵn sàng cao của dự án cho đến nay. Nó thường có thể được đánh giá bởi nhiều ấn phẩm khoa học đã vấp phải sự chỉ trích nghiêm trọng từ các đồng nghiệp.

Sử dụng các bài báo từ các năm khác nhau, bạn có thể theo dõi tiến trình dần dần của nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và sự phát triển của nhà máy thí điểm. Tokamaks và dự án ITER bị chỉ trích trong bài thuyết trình có tất cả những điều này, nhưng lại vắng mặt trong “thí nghiệm T4” của Charles Chase. Chính việc bài phát biểu trước đông đảo khán giả được đưa ra trước cuộc thảo luận với kết quả tích cực trong giới khoa học khiến chúng ta phải cảnh giác.