Uus käivitamisel MIT sätestatud käivitada termotuumareaktor 15 aastat. Tõsiselt?

Tuntud üks anekdoot: tuumasüntees toimub kahekümne aasta. Alati on kakskümmend aastat. See nali ei ole naljakas nüüd, optimism kasvanud teadlased, kes 1950. (ja igal järgneval kümnendil) Arvatakse, et tuumade 20 aasta kaugusel. Nüüd see anekdoot tõsiselt hakkasin startup - pärineb MIT (Massachusetts Institute of Technology), väga lugupeetud ja tuntud institutsioon: Commonwealth Fusion Technologies. Startup tõotab käivitada tööpäeva termotuumasünteesi reaktori 15 aastat. Lubadused odav, puhas ja piiramatu energia, mis lahendaks kõik kriisid fossiilkütuste ja kliimamuutus. Ja nad ütlevad, "ammendamatu energiaallikas ja süsinik-vaba".

Uus käivitamisel MIT sätestatud käivitada termotuumareaktor 15 aastat. Tõsiselt?

Ainus probleem: me oleme kuulnud seda mitu korda. Et seekord olla erinevad?

Teine tuntud padja mure Tuumasünteesienergeetikat. Idee on lihtne: paned päike pudelis. Jääb vaid ehitada pudel. fusion energia toidab tähed, kuid see nõuab väga kuum ja tihe tingimused, et plasma teenitud.

Tohutu energia saab vabastada, kui kaks valgust tuumade sulavad kokku: deuteeriumi ja triitiumi viiakse läbi raames ITERi eksperimendi kiirgab 17 6 ​​MeV reaktsiooni, miljon korda rohkem energiat ühe molekuli kui saad plahvatus TNT mürsk. Aga vabastada selle energia, on vaja ületada tugev elektrostaatiline tõukumine tuumad, mis mõlemad on positiivselt laetud. Tugeva vastastikmõju lühikesel distantsil viib fusion, mis vabastab kõik see energia, kuid see on vajalik, et viia tuuma on väga lähedal - aasta femtometry. Tähed see lülitab ennast sest suur gravitatsiooniline surve materjalist, vaid kogu maailmas võib olla raskem. Kõigepealt pead leidma materjalidest, mis jäävad elus pärast kokkupuudet temperatuur sadu miljoneid kraadi Celsiuse järgi.

Plasma koosneb laetud osakesed; Sisu ja elektronid pesta. See mahub magnetvälja, mis lülitab plasma ringis. Manipuleerimine magnetvälja Samuti võimaldab kompressiooni plasma. 1950ndatel ja 1960ndatel oli terve põlvkonna seadmete eksootiliste nimed: stellarator'it, Perhapsatron, Z-Näputäis, mis on mõeldud selleks otstarbeks. Aga plasma, mida nad püüdsid hoida, oli ebastabiilne. Plasma ise tekitab elektromagnetvälja, on võimalik kirjeldada väga keeruline teooria magnethüdrodünaamika. Valguse kõrvalekalded või defektid pinnal plasma kiiresti kontrolli alt väljas. Lühidalt, seade ei tööta, sest see oli mõeldud.

Nõukogude Liit oli arenenud seade "tokamakis", mis pakuvad oluliselt suuremat jõudlust. Samal ajal laser leiutati, mis võimaldab rakendada uut tüüpi sünteesi - sünteesi inertsvangistusealaste.

Sel juhul ei pea enam hoidma plasma põletamine magnetväljas, on vaja tihendada kokkupuute abil laserid lühikese aja jooksul. Aga eksperimendid inertsvangistusealaste kannatavad ka ebastabiilsust. Nad viidi läbi 1970 ja võibolla ühel päeval saavutada oma, kuid suurim neist täna - National Ignition Laboratory Livermore, California - ja ei ole jõudnud kasumiläve, kui see on toodetud rohkem energiat, kui kulus.

Enamik lootusi ITER, maailma suurim tokamak tuumasünteesiks magnetvangistussüsteemide, mis on veel pooleli. Arendajad loodavad süüdata plasma 20 minutit 500 MW elektrienergiat, mille nominaalne sisend 50 MW. Täielik katseid sünteesi on planeeritud 2035, kuid probleeme USA rahvusvahelise koostöö NSVL (siis veel), Jaapanis ja Euroopas on viinud pikaajalise hilinemise ja venitades eelarve. Projekt on hilja 12 aastat ja maksab $ 13 miljardit. See ei ole sugugi haruldane projekte, mis nõuavad ehitamiseks tohutu taimed.

Plaan ITER esimese termotuumasünteesi reaktori mis tegutseb võimsus, valgustus ja toetada sünteesi, DEMO, jõustunud 2040. aastal või isegi 2050 aastal. Teisisõnu, termotuumasünteesi tahe ... kakskümmend aastat. Trend probleemide lahendamiseks ebastabiilsuse tõttu ehitamiseks kõik suured rajatised. ITER on rohkem JET ja ITER DEMO on rohkem.

Aastate jooksul on paljud meeskonnad on vaidlustanud rahvusvahelise koostöö pakkudes väiksemaid kujunduse. Küsimus ei ole kiirus ja kasutatavust. Kui ehitamiseks Tuumasünteesireaktori tegelikult jätnud miljardeid dollareid ja kümneid aastaid, kas see tasub end ära üldse? Kes maksab ehitamiseks? Võibolla selleks ajaks, kui tööpäeva tokamakiks kombinatsioon päikesepaneelid ja uusi patareisid annab meile energiat toota odavalt Tokamaki ehitada. Mõned projektid - isegi kurikuulsa "külma tuumasünteesi" - osutus vale või mittetöötav.

Teised väärivad rohkem tähelepanu. Alustavatel uute Tuumasünteesireaktori kujundused - või mõnel juhul, muudetud versioonid vanemad katseid. Tri Alpha ootab suruda plasma pilv disain, mis meenutab Large Hadron Collider, ja seejärel hoidke sünteesimine plasma magnetväljas on piisavalt pikk, et jõuda kasumiläve ja energia tootmiseks. Neil õnnestus saavutada vajalik temperatuur ja sünnitust plasma paar millisekundit, samuti meelitada rohkem kui 500 miljonit dollarit riskikapitali.

Meeskonna Lockheed Martin Skunk Works, tuntud oma salajase projekti, teinud märkimisväärseid segatakse 2013 kuulutatakse, et tööd kompaktne Tuumasünteesireaktori, mis võivad toota 100 MW ja mille suurus on reaktiivmootoriga. Tol ajal väitsid nad, et prototüüp valmib viis aastat. Muidugi, disain ei kirjeldata. Aastal 2016, ta oli kinnitanud, et projekti rahastatakse, kuid paljud on kaotanud usu ja skeptitsismi leidnud.

Ja taustal kõike seda inetus MIT teadlased kiirustada ring. Bob Mamgaard tegevjuht Commonwealth Fusion Energy ütles: "Meie eesmärk on saada tööjaama aeg ületada kliimamuutus. Usume, et teaduse, kiiruse ja ulatuse projekti nõuab viisteist aastat. "

Uus MIT projekti järgib TOKAMAK'i disain, nagu ta tegi minevikus. SPARC seade peab toota 100 MW võimsusega 10 sekundise sünnitust. Saate energia impulsside suutnud enne, kuid kasumiläve - see on, mida tegelikult meelitab teadlasi.

Uus käivitamisel MIT sätestatud käivitada termotuumareaktor 15 aastat. Tõsiselt?

erikastmega antud juhul - on uus kõrge temperatuuriga ülijuhtmagnetite oksiidi ütrium-baariumi-vask. Arvestades, et VTSM saab luua võimsam magnetvälja samal temperatuuril nagu tavalise magnetid, võib pakkuda kokkusurutud plasma madalama sisendvõimsus, seda väiksem magnetseadme ja saavutada sünteesioludes aparaadis, mis on 65 korda väiksem ITER. See on kava, niikuinii. Nad loodavad, et luua ülijuhtmagnetite järgmise kolme aasta jooksul. Teadlased on optimistlik: "Meie strateegia - kasutada konservatiivne füüsika, mis põhineb aastakümnete töö MIT ja mujal," ütleb Martin Greenwald, asedirektor Keskus Science plasma ja fusion MIT. "Kui SPARC saavutada oodatavad tulemused ja mu intuitsiooni ütleb meile, et see saab korrastatakse tõelise elektrijaam."

Seal on palju muid projekte ja start-ups, mis on samuti luban mööda erinevaid tokamakidele ja eelarvete rahvusvahelist koostööd. On raske öelda, leida keegi neist salajane koostisosa sünteesil või ITER, tema kaal teadlaskonna ja abi riikidele, kes võidab. Ikka raske öelda, millal ja kui sünteesi oleks parim energiaallikas. Süntees - see on raske. Nii ajaloo näitab.