В США разрабатывают экспериментальную термоядерную установку

Ядерная энергия атомы ихображение

Предкоммерческая пилотная версия термоядерной электростанции может быть введена в эксплуатацию в США к 2040 году, если в проект будут вложены «срочные» инвестиции.

В новом отчете Министерства энергетики США говорится о том, что, если США хотят извлечь выгоду из своего вклада в многонациональные проекты, такие как ИТЭР (ITER — проект международного экспериментального термоядерного реактора), и оседлать волну частных инвестиций в экологически чистую энергию, то сейчас самое время для этого. Крупные инвестиции позволят ускорить строительство пилотной термоядерной электростанции, которая будет работать в период с 2035 по 2040 годы, независимо от того, какую именно технологию термоядерного синтеза она будет использовать.

Отчет был подготовлен по заказу Министерства энергетики США. Полный отчет доступен в National Academies Press .

В отчете запрашивались мнения ведущих исследователей термоядерного синтеза, производителей компонентов, операторов электростанций, разработчиков термоядерного синтеза, регулирующих органов и правительства для ответа на вопросы, касающиеся важнейших целей и инноваций, необходимых для запуска и эксплуатации такого объекта.

«Термоядерная установка, производящая чистую электроэнергию, должна привести к созданию коммерчески жизнеспособной термоядерной электростанции, поскольку она предоставит коммунальным предприятиям информацию, необходимую для проектирования, строительства, лицензирования и эксплуатации будущих станций», — говорится в отчете.

«Пилотная установка не предназначена для демонстрации экономической жизнеспособности коммерческой установки, но предназначена для тестирования используемых технологий и демонстрации высококачественного отвода тепла для производства электроэнергии, доступности в течение длительного периода, топливного цикла и самообеспеченности тритием. Реализация этого проекта позволит изучить методы снижения стоимости строительства и эксплуатации; продемонстрировать безопасные и надежные операции; и обеспечить обучение потенциальных операторов будущих коммерческих предприятий», — говорится в отчете.

В отчете излагаются некоторые ключевые технические и инновационные проблемы, которые необходимо будет решить в процессе. С 2028 годом, установленным в качестве целевой даты для жизнеспособного дизайна, а также изложены вехи, которым должны будут соответствовать определенные технологии, прежде чем они смогут стать частью проекта опытной установки.

В докладе говорится, что почти каждый компонент потенциального завода потребует значительных разработок материалов, чтобы справиться с экстремальными условиями, ожидаемыми внутри термоядерных реакторов.

Например, нужно изучить насколько хорошо высокотемпературные сверхпроводящие магниты, которые эти тороидальные системы будут использовать для удержания своей сверхгорячей плазмы, выдерживают нейтронную деградацию, усталость и коррозию, среди прочего. Таким образом, в отчете рекомендуется незамедлительно инвестировать в исследовательские программы и испытательные центры, ориентированные на передовые производственные технологии, которые могут быть частью пилотного завода.

Одна из «фундаментальных проблем осуществимости» дейтерий-тритиевого реактора, подобного проекту ИТЭР, при его вводе в коммерческое использование — его способность «воспроизводить» собственное тритиевое топливо в «бланкете» вокруг плазмы, а также способность всей системы эффективно управлять этим тритием с помощью «сложной и взаимодействующей системы» термоядерной электростанции.

В отчете отмечается, что все эти и другие инициативы, связанные с ограничением термоядерного синтеза, извлечением энергии и закрытием термоядерного топливного цикла, должны развиваться параллельно с комбинацией инициатив государственного финансирования, частных инвестиций и частно-государственных партнерств, рассматриваемых для выработки наилучшего варианта для каждой критической области.

Конечная цель Министерства энергетики — позиционировать США как лидера в области разработки термоядерного синтеза, особенно в области коммерциализации технологии.

В настоящее время Великобритания уже работает над созданием собственной экспериментальной коммерческой термоядерной установки STEP. Британские ученые надеются произвести гигаватт энергии, в два раза больше, чем установка ИТЭР. Сейчас эти два реактора конкурируют за право стать первым в мире термоядерным реактором, который будет поставлять электроэнергию в энергосистему.

Еще одна «темная лошадка» — проект по созданию реактора в Австралии. Реактор HB11 быстро ускоряет разработку совершенно другой технологии синтеза водорода с бором, которая вообще не требует температуры в сотни миллионов градусов. Ученые использовали недавние открытия в области технологии «усиления чирпированных импульсов», получившие Нобелевскую премию, для создания лазеров с выходной мощностью до 10 петаватт (10 000 000 000 000 киловатт).

Австралийский проект намного быстрее и дешевле.

В отчете отмечается, что к 2040 году появится очень много значительных предкоммерческих пилотных термоядерных реакторов.

Ранее Курсор уже писал, что в Китае запустили термоядерное «искусственное солнце». На юго-западе Китая в городе Чэнду состоялся запуск термоядерного устройства нового поколения HL-2M, которое специалисты назвали «искусственным солнцем». Физики смогли разогреть плазму внутри устройства HL-2M до температуры 150 млн градусов Цельсия.

Напомним, Курсор сообщал о том, что США с F-35A сбросили термоядерную бомбу. Сандийские национальные лаборатории и Лос-Аламосская национальная лаборатория совместно с ВВС США завершили испытания истребителя F-35A Lightning II сбросом неснаряженной термоядерной бомбы B61-12. Во время этих испытаний, в частности, был произведен сброс боеприпаса без боевой части на сверхзвуковой скорости полета.

ТЭГИ:
comments powered by HyperComments