Енергія, що виробляється новим ядерним реактором, буде дешевше вугільної
Енергетика керованого ядерного синтезу здається занадто гарною, щоб бути правдою: нульові викиди парникових газів, бистрораспадающіхся радіоактивні відходи, майже необмежений запас палива. Як випливає з назви, ядерний синтез заснований на злитті атомів водню з утворенням гелію. В ході цього процесу виділяється величезна кількість енергії. Є версія, що за допомогою ядерного синтезу один стакан води може виробляти стільки ж енергії, скільки півмільйона барелів нафти. Також ця технологія безпечніше, ніж АЕС, які покладаються на розщеплення важких атомів.
Експериментальний реактор HIT-SI3 (фото University of Washington).
Однак найбільша перешкода не дає широко розвинутися даному виду енергетики: створення електрики цим способом обходиться занадто дорого. Конструкції термоядерних електростанцій мало дешеві, щоб бути вигідніше систем, що використовують викопне паливо (вугілля або природний газ).
Інженери з Вашингтонського університету хотіли б змінити такий стан речей. Вони розробили інноваційну концепцію термоядерного реактора, який масштабувалися у межах повноцінної електростанції не коштуватиме більше, ніж вугільна електростанція з аналогічною потужністю.
"В даний момент ця конструкція має потенціал виробництва економічною термоядерної енергії куди більший, ніж будь-яка з сучасних концепцій", - Нескромно повідомляє фізик Вашингтонського університету Томас Джарбо (Thomas Jarboe).
Реактор, розроблений фахівцями Вашингтонського університету, отримав назву діномак (dynomak), по аналогії з токамака і іншими подібними камерами.
Джарбо почав роботу над цим проектом два роки тому разом з докторантом Дереком Сазерлендом (Derek Sutherland). Після того як проект був закінчений, вчені продовжували розвивати і вдосконалювати концепцію.
Конструкція спирається на вже існуючі технології: всередині замкнутого простору створюється магнітне поле, стискає і розігріває водень, що доводить його до стану плазми, а потім і до реакції синтезу.
Реактор в основному працює в самопідтримуючу режимі, так як плазма в ньому постійно нагрівається для забезпечення умов протікання термоядерної реакції. Виділяється реактором тепло нагріває спочатку солевое "ковдра" реактора, яке в свою чергу кип`ятить воду. Вона обертає турбіну і генерує електрику (за таким принципом працює типовий енергетичний реактор).
"Це дуже елегантне рішення, тому що середовище, в якій можна створювати таке злиття, є середовищем, в якій також генерується весь струм, необхідний для її локалізації", - Коментує Сазерленд.
Існує кілька способів створити магнітне поле, яке має вирішальне значення для підтримки термоядерного синтезу. Конструкція, що використовується вченими з Вашингтона, відома як сферомак (spheromak), тобто камера має форму НЕ тора, а сплюснутого сфероида. Вона створює велику частину магнітних полів за допомогою рухомих електричних струмів в самій плазмі. Це означає, що для його створення необхідно менше матеріалів, приладів, та й загальний розмір реактора виходить менше. Будувати таку установку простіше і дешевше.
Що цікаво, вартість даного проекту становить приблизно одну десяту від цінника будується у Франції Міжнародного експериментального термоядерного реактора ITER, і при цьому в новому пристрої може проводитися в п`ять разів більше енергії.
Дослідники з Вашингтонського університету розрахували всі витрати на будівництво електростанції з термоядерним реактором і порівняли з вартістю вугільної електростанції. У своїй метриці вони врахували всі витрати, в тому числі ті, що підуть на інфраструктуру запуску. Вартість станції з виробництва одного гигаватта виявилася $ 2,7 мільярда (109 мільярдів рублів), а ось вартість аналогічної вугільної електростанції - $ 2,8 мільярда (113 мільярдів рублів).
В даний момент концепція дослідників становить лише одну десяту як за розміром, так і за вихідної потужності кінцевого продукту. Вчені успішно протестували здатність прототипу ефективно підтримувати плазму. Далі планується збільшити розмір пристрою, а також розігнати його до більш високих температур плазми (тобто отримати значний термоядерний енергетичний вихід).
P.S.
Російські вчені відмовилися вірити успіхам американців в термоядерному синтезі
Російські вчені, що займаються дослідженнями в галузі керованого термоядерного синтезу, назвали повідомлення корпорації Lockheed Martin про розробку компактного і потужного джерела термоядерної енергії ненауковим заявою, спрямованим на привернення уваги широкої публіки. Директор «ІТЕР-Центру», доктор фізико-математичних наук Анатолій Красильников зазначив, що заява компанії - це «рекламна акція», повідомляє ТАСС.
«Не буде у них ніякого досвідченого зразка. Людство працює десятиліттями, а Lockheed Martin візьме і запустить, - заявив він. - Я думаю, що вони роблять хорошу рекламну акцію, привертаючи увагу до свого імені. До реального термоядерного реактору це відношення не має ».
«Так, це для тих, хто не розуміє, здається правдою. Не можна вести роботи в закритому режимі, які людство веде у відкритому, - додав учений. - У них що, інша фізика і інші закони природи? Я навіть не знаю, про який проект ідеться ».
Зараз в Росії розробляється проект експериментального гібридного реактора, розповів Красильников. «Він являє собою поєднання технологій ядерного реактора, що працює на принципі поділу ядер, і термоядерного реактора, що працює на принципі синтезу, - пояснив учений. - Реальний реактор буде наступним кроком на підставі результатів, які будуть отримані експериментально, - це 2030 рік ».
З секретністю робіт Lockheed Martin Красильников пов`язав боязнь компанії бути викритої експертами. «Вони не називають установку, і як тільки вони скажуть, то професіонали зрозуміють, що це PR-акція. Вони не просто так так себе ведуть, тому що будуть викриті, - заявив він. - Це не наука, це зовсім інша діяльність. Наукою вони не займаються, по крайней мере, я про це не знаю. Ця група ініціативних людей вирішила привернути до себе увагу, капіталізувати потім в акції та отримати прибуток ».
Підтримав свого колегу і академік Російської академії наук Євген Веліхов, президент Національного дослідницького центру «Курчатовський інститут». «Я цього не знаю, я думаю, що це фантазії. Мені не відомо про проекти Lockheed Martin в цій області. Нехай заявляють. Розроблять - покажуть », - сказав він.
У прес-релізі, розміщеному на офіційному сайті Lockheed Martin, повідомляється про плани секретного підрозділу компанії, що має неофіційну назву Skunk Works, через рік запустити дослідний зразок термоядерного реактора, через п`ять років - повноцінний прототип, а в 2024 році - перший робочий установку. Новина супроводжується відео, що ілюструє наміри корпорації. Примітно, що на 2:52 хвилині там показаний типово російський пейзаж з «Жигулями» і банером відомого ритейлера побутової електроніки.
НАСА обрало Lockheed Martin в якості виробника нового багаторазового космічного корабля Orion. У штаті компанії числяться 113 тисяч чоловік, а її виручка за 2013 рік склав 45,358 мільярда доларів.
