Компактный термоядерный реактор от Lockheed Martin может осуществить переворот в энергетике

9:10 21/07/2019
Комментарии 0 👁 481

Ранее в нашем журнале “Всё о Космосе” мы рассказали о том, что компания Lockheed Martin разрабатывает компактный реактор термоядерного синтеза (CFR, Compact Fusion Reactor). Патент датирован 15 февраля 2018 года. Чертежи и описание по ссылке тут

Тогда ученый по имени Мак-Гвайр (Thomas McGuire), глава Compact Fusion Project, заявил о намерении завершить разработку в течение пяти лет. В 2013 году он заявил о намерении получить рабочий прототип через пять лет, а через десять — наладить промышленное производство таких систем. Занимается проектом Skunk Works (подразделение Lockheed Martin). 

Роб Вайс (Rob Weiss ), вице-президент и генеральный менеджер программы продвинутых разработок Lockheed Martin, заявил в мае 2016 года, что программа получила дополнительные инвестиции.

Репортер FlightGlobal Стивен Тримбл в своем твиттере сообщил, что “новый патент Skunk Works показывает дизайн компактного термоядерного реактора с чертежом F-16 в качестве потенциального приложения. В Палмдейле ведется испытание прототипа реактора”.

Однако, тогда российские ученые, занимающиеся исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза, назвали сообщение Lockheed Martin ненаучным заявлением, направленным на привлечение внимания широкой публики.

Но, несмотря на более медленный, чем ожидалось, прогресс, в Skunk Works  уверены, что проект может принести практические результаты, которые полностью изменили бы способ получения энергии как в военных, так и в гражданских целях.

Сейчас Lockheed Martin находится в процессе строительства своего новейшего экспериментального реактора, известного как T5. Уже построены четыре различных конструкций реактора, а также ряд подвариантов.

“В этом году мы построим еще один реактор – Т5 , который будет значительно большим и более мощным, чем наш Т4”, – сказал Джефф Бабионе (Babione), вице-президент и генеральный директор Skunk Works .

Основной задачей T5 будет дальнейшее тестирование, сможет ли базовая конструкция реактора Skunk Work справиться с теплом и давлением от высокоэнергетической плазмы , что является центральным в работе системы. В реакции ядерного синтеза газообразное топливо нагревается до такой степени, что давление становится настолько сильным, что его атомная структура разрушается, и некоторые частицы сливаются в более тяжелое ядро. Этот процесс также включает в себя выделение огромного количества энергии, которое, в принципе, может быть использовано для запуска традиционного генератора тепловой энергии.

“В настоящее время у нас запланировано, что T5 выйдет в сеть к концу этого года”, – сказал Бабионе.

Ученые в разных странах создали функциональные термоядерные реакторы, но они остаются большими, неэффективными и дорогими. В прошлом году Китай рекламировал свой экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), но не указал, что этот реактор расположен в двухэтажном здании.

EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) — экспериментальный сверхпроводящий токамак.Расположен в городе Хэфэй, провинция Аньхой, КНР. Токамак принадлежит институту физики плазмы при Академии наук КНР. Финансирование института осуществляется Национальной комиссией Китая по развитию и реформам(en:National Development and Reform Commission), Академией наук Китая и министерством наук и технологий КНР.

Устройство является модификацией токамака HT-7, построенного при сотрудничестве с Россией. В настоящее время работы по EAST являются частью программы по созданию международного экспериментального термоядерного реактора.

Международный консорциум также надеется, что Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР) будет запущен во Франции в 2021 году, но этот реактор будет весить приблизительно 23 000 тонн .

ITER (ИТЭР; изначально International Thermonuclear Experimental Reactor; в настоящее время название связывается с латинским словом iter — путь) — проект международного экспериментального термоядерного реактора. Задача ИТЭР заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути.

Проектирование реактора полностью закончено и выбрано место для его строительства — исследовательский центр Кадараш (фр. Cadarache) на юге Франции, в 60 км от Марселя. Подготовка строительной площадки в Кадараш на юге Франции началась в январе 2007 года. Сооружения ITER расположены на 180 га земли коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс (Прованс-Альпы-Лазурный Берег, регион южной Франции), которая уже стала домом для французского ядерного научно-исследовательского центра СЕА (Commissariat à l’énergie atomique, Комиссариат атомной энергетики).

Стройку, стоимость которой первоначально оценивалась в 5 миллиардов евро, планировалось закончить в 2016 году. Однако, в результате значительных технических трудностей и неопределённостей, при проектировании и производстве компонентов, сроки неоднократно сдвигались:

в июне 2009 года был согласован перенос даты пуска на 2018 год;
в феврале 2010 года срок был сдвинут на 2019 год;
в ноябре 2015 года срок окончания постройки ITER сдвинули еще на 6 лет к 2025 году, а предполагаемая сумма расходов выросла до 19 миллиардов евро.

 Токамаки, такие как EAST и ITER, концепция, которую Советский Союз изобрел в 1950-х годах,  используют кольцеобразную конструкцию, но остаются неэффективными. Китай говорит, что его EAST в настоящее время удерживает мировой рекорд по самой продолжительной реакции термоядерного синтеза всего за 100 секунд. Французский Tore Supra , другой токамак, позволил успешно исследовать физику длинных разрядов (поставив рекорд в 6.5 минут в декабре 2003)

Проблема токамаков состоит в том, что “они могут удержать только определенное количество плазмы, это называется бета-пределом”, говорит Dr. Thomas McGuire. “Измеряемый как отношение давления плазмы к давлению магнитного поля, бета-предел среднестатистического токамака низкий, порядка “5% от ограничивающего давления”. Если сравнить это с велосипедной шиной, продолжает McGuire, то “Если ее очень сильно накачать, шина просто взорвется, поэтому нельзя подходить близко к этому пределу”.

“У нас, вместо велосипедной шины, есть нечто большее, чем камера, которая расширяется”, – говорит McGuire. Ожидается, что CFR будет иметь предельное отношение бета к единице. 

Патентные документы свидетельствуют , что CFR может быть достаточно компактным , но он будет в состоянии обеспечить полет большого самолета.

Излишне говорить, что это может полностью изменить энергетическую промышленность, CFR сможет предложить более безопасную и эффективную альтернативу.

CFR будет практичен для межпланетных кораблей и, возможно, он сможет возродить концепцию самолетов на ядерной энергии.

К сожалению, несмотря на прогресс, достигнутый Skunk Works, остается много вопросов о том, сможет ли эта новая концепция реактора преуспеть, если другие проекты потерпели неудачу.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

0

Добавить комментарий