Energia syntezy jądrowej może tu być do 2030 roku, mówi jedna z firm

  • Thomas Dalton
  • 0
  • 2082
  • 89

Prywatna firma zajmująca się syntezą jądrową po raz pierwszy ogrzała plazmę wodoru do 27 milionów stopni Fahrenheita (15 milionów stopni Celsjusza) w nowym reaktorze - gorętszym niż jądro słońca.

Brytyjska firma Tokamak Energy twierdzi, że test plazmy jest kamieniem milowym w dążeniu do tego, aby być pierwszym na świecie producentem komercyjnej energii elektrycznej z energii termojądrowej, prawdopodobnie do 2030 r..

Firma, której nazwa pochodzi od komory próżniowej, w której zachodzi reakcja syntezy jądrowej wewnątrz silnych pól magnetycznych, ogłosiła na początku czerwca utworzenie super gorącej plazmy w jej eksperymentalnym reaktorze termojądrowym ST40..

Udany test - najwyższa temperatura plazmy osiągnięta do tej pory przez Tokamak Energy - oznacza, że ​​reaktor będzie teraz przygotowany w przyszłym roku do testu jeszcze gorętszej plazmy o temperaturze ponad 180 milionów stopni F (100 milionów stopni C)..

Dzięki temu reaktor ST40 będzie pracował w temperaturach wymaganych do kontrolowanej syntezy jądrowej; firma planuje budowę kolejnego reaktora do 2025 r., który będzie produkował kilka megawatów energii termojądrowej.

„To było naprawdę ekscytujące” - powiedział współzałożyciel Tokamak Energy, David Kingham. „To było bardzo dobre widzieć nadchodzące dane i być w stanie uzyskać plazmy wysokotemperaturowe - prawdopodobnie wykraczające poza to, na co liczyliśmy”. [Science Fact czy Fiction? Wiarygodność 10 koncepcji Sci-Fi]

Tokamak Energy jest jedną z kilku prywatnych firm, które starają się stworzyć działający reaktor termojądrowy, który może dostarczać energię elektryczną do sieci, być może na lata przed połową lat czterdziestych XX wieku, kiedy to oczekuje się, że projekt reaktora termojądrowego ITER we Francji osiągnie swoją „pierwszą plazmę”. "

Może minąć kolejna dekada, zanim eksperymentalny reaktor ITER będzie gotowy do trwałej syntezy jądrowej - a nawet wtedy reakcja nie zostanie wykorzystana do wytworzenia energii elektrycznej.

Gwiazdka w słoiku

Fuzja jądrowa wodoru z cięższym pierwiastkiem helu jest główną reakcją jądrową, która utrzymuje nasze słońce i inne gwiazdy w płomieniach przez miliardy lat - dlatego reaktor termojądrowy jest czasami porównywany do „gwiazdy w słoju”.

Fuzja jądrowa zachodzi również w potężnej broni termojądrowej, znanej również jako bomby wodorowe, w których wodór jest podgrzewany do temperatury fuzji przez urządzenia do rozszczepienia plutonu, co powoduje eksplozję setki lub tysiące razy silniejszą niż bomba rozszczepialna.  

Kontrolowane przez Ziemię projekty syntezy jądrowej, takie jak ITER i reaktory Tokamak Energy, również będą topić paliwo wodorowe, ale w znacznie wyższych temperaturach i niższych ciśnieniach niż te, które występują wewnątrz Słońca.

Zwolennicy syntezy jądrowej twierdzą, że może ona sprawić, że wiele innych rodzajów wytwarzania energii elektrycznej stanie się przestarzałe, wytwarzając duże ilości energii elektrycznej ze stosunkowo niewielkich ilości ciężkich izotopów wodoru, deuteru i trytu, które są stosunkowo bogate w zwykłą wodę morską..

„Pięćdziesiąt kilogramów [110 funtów] trytu i 33 kilogramy [73 funty] deuteru wytwarzałoby gigawat energii elektrycznej przez rok”, podczas gdy ilość ciężkiego paliwa wodorowego w reaktorze w dowolnym momencie wynosiłaby tylko kilka gramów, powiedział Kingham.

Według danych amerykańskiej agencji Energy Information Administration to wystarczy energii, aby zasilić ponad 700 000 przeciętnych amerykańskich domów.

Istniejące elektrownie jądrowe wytwarzają energię elektryczną bez emisji gazów cieplarnianych, ale są one zasilane radioaktywnymi ciężkimi pierwiastkami, takimi jak uran i pluton, i wytwarzają wysoce radioaktywne odpady, które należy ostrożnie obchodzić i przechowywać. [5 radioaktywnych rzeczy codziennych]

Teoretycznie reaktory termojądrowe mogą wytwarzać znacznie mniej odpadów radioaktywnych niż reaktory rozszczepialne, podczas gdy ich stosunkowo niewielkie zapotrzebowanie na paliwo oznacza, że ​​stopnie jądrowe, takie jak katastrofa w Czarnobylu lub wypadek w Fukushimie, byłyby niemożliwe, według projektu ITER..

Jednak doświadczony badacz syntezy jądrowej Daniel Jassby, który był kiedyś fizykiem w Princeton Plasma Physics Laboratory, ostrzegł, że ITER i inne proponowane reaktory termojądrowe nadal będą wytwarzać znaczne ilości odpadów radioaktywnych.

Droga do syntezy jądrowej

Reaktor ST40 i przyszłe reaktory planowane przez Tokamak Energy wykorzystują kompaktową sferyczną konstrukcję tokamaka, z prawie okrągłą komorą próżniową zamiast szerszego kształtu pierścienia stosowanego w reaktorze ITER, powiedział Kingham..

Krytycznym postępem było użycie magnesów nadprzewodzących o wysokiej temperaturze do wytworzenia silnych pól magnetycznych potrzebnych do powstrzymania superogrzanej plazmy przed uszkodzeniem ścian reaktora, powiedział.

Wysokie na 7 stóp (2,1 metra) elektromagnesy wokół reaktora Tokamak Energy zostały schłodzone ciekłym helem do pracy w temperaturze minus 423,67 stopni F (minus 253,15 stopni C).

Zastosowanie zaawansowanych materiałów magnetycznych dało reaktorowi Tokamak Energy znaczną przewagę nad konstrukcją reaktora ITER, w którym wykorzystywałby energochłonne elektromagnesy schłodzone o kilka stopni powyżej zera bezwzględnego, powiedział Kingham..

Inne projekty syntezy jądrowej finansowane z inwestycji obejmują opracowywane reaktory General Fusion z siedzibą w Kolumbii Brytyjskiej oraz TAE Technologies z siedzibą w Kalifornii.

Firma Agni Energy z siedzibą w Waszyngtonie również donosiła o wczesnych sukcesach eksperymentalnych z jeszcze innym podejściem do kontrolowanej syntezy jądrowej, zwanym „fuzją wiązki-celu”, donosiło na początku tego tygodnia..

Jednym z najbardziej zaawansowanych projektów syntezy jądrowej finansowanych ze środków prywatnych jest kompaktowy reaktor termojądrowy opracowywany przez amerykańskiego giganta z branży obronnej i lotniczej Lockheed Martin w jego oddziale inżynieryjnym Skunk Works w Kalifornii..

Firma twierdzi, że 100-megawatowy reaktor termojądrowy, zdolny do zasilania 100 000 domów, może być wystarczająco mały, aby umieścić go na przyczepie ciężarówki i przewieźć tam, gdzie jest potrzebny.

Oryginalny artykuł na .




Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa