Я не согласен ни с одним словом, которое вы говорите, но готов умереть за ваше право это говорить... Эвелин Беатрис Холл

независимый интернет-журнал

Держись заглавья Кругозор!.. Наум Коржавин
x

США, ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ЭЛЬДОРАДО

Технологический прорыв в разработке источников энергии на основе ядерного синтеза: первый компактный реактор может появиться в ближайшем десятилетии

Опубликовано 5 Ноября 2014 в 10:33 EST

...Эта прекрасная новость означает скорое снятие всех энергетических и экологических, связанных с загрязнением окружающей среды и глобальным потеплением, проблем. Хотя нефтяные компании вряд ли обрадуются термоядерному Эльдорадо, равно как и страны, экономика которых держится в основном на экспорте углеводородов. Запад в очередной раз показывает России, что в науку вкладывать деньги гораздо выгоднее, чем в дворцы олигархов, поместья Путина и добычу сырья…
Гостевой доступ access Подписаться

Нефть дешевеет и цена на бензин в Нью-Йорке падает, что прекрасно, но вопрос об энергетическом будущем все равно стоит остро. Наши потребности растут, тогда как запасы углеводородов истощаются. Альтернативные источники пока не могут (если смогут вообще) заменить традиционное сжигание угля, нефти и газа, атомные же электростанции громоздки, дороги и, как показали Чернобыль и Фукусима, небезопасны.

Одно время большие надежды возлагались на термояд, но 60 лет усилий пока не привели к большим успехам. Пять лет назад начала работу гигантская ливерморская экспериментальная установка NIF (National Ignition Facility), на которой с помощью 192 мощных лазерных лучей, сведенных вместе, осуществляется динамическое сжатие и испарение крупинки дейтериево-тритиевой смеси, разогрев полученной плазмы до миллионных температур - и термоядерная вспышка! Там уже смогли получить больше энергии, чем подводится к мишени, идет отработка технологий, подбор конструкций капсул топлива, создан большой задел на будущее, но удастся ли создать на этой базе промышленную энергетическую установку, пока неясно.

Еще более грандиозную машину строят сейчас на юге Франции - это ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), международный экспериментальный термоядерный реактор, гигантский токамак (тороидальная камера с магнитными катушками), колосс массой 23000 тонн. Каждая катушка тороидального поля весит около 300 тонн, имеет высоту 15 метров и ширину 9. А их общий вес 6540 тонн! Они намотаны из сверхпроводящего кабеля, заключенного в оболочку из того же сплава. Внутри кабеля проходят каналы для циркуляции жидкого гелия. Всего будет произведено 19 катушек (одна запасная): 10 в Европе и 9 в Японии.

7 октября на сайте ITER появилось сообщение о начале работ по возведению стен Здания Трития. Установлен первый пилон. Но дело идет трудно. Стоимость стройки первоначально оценивалась в 5 млрд. евро, однако к июлю 2010 г. она выросла до 15млрд. евро, а сейчас оценивается в $50 млрд! Да и срок начала экспериментов с плазмой сдвинулся с 2016 года на 2020-й, а на полную мощность ИТЕР выйдет лишь в 2027 г. Промышленное же производство энергии на его преемнике DEMO ожидается не ранее 2045 года.

Для того, чтобы ядра трития вступили в реакцию слияния с ядрами дейтерия, топливо будет нагреваться до 150 миллионов градусов, что в десятки раз больше, чем в ядре Солнца. На ITER надеются продемонстрировать возможность коммерческого использования термоядерного реактора и решения физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути, а их, как мы видим, хватает.

В общем, очень дорого, сложно и долго! Зато 15 октября неожиданно пришло радостное известие из США: агентство Рейтерс сообщило, что корпорация Локхид Мартин совершила технологический прорыв в разработке источников энергии на основе ядерного синтеза и первый реактор, достаточно компактный, чтобы уместиться на грузовике, может быть готов к работе уже в течение ближайшего десятилетия.

Том Мак-Гуайр, возглавляющий проект, говорит, что его небольшая команда работает над темой в рамках программы подразделения SkunkWorks около четырех лет и теперь они решили пойти на публикацию сообщения с целью поиска потенциальных партнеров в индустрии и правительстве для продолжения работ. Skunk Works - это неформальное, но устоявшееся название отдела Advanced Development Programs (ADP), на счету которого такие блестящие разработки, как самолеты U-2, SR-71 Blackbird, F-117 Nighthawkи суперсовременный F-22 Raptor. Нынешний главный авиапроект - F-35 LightningII.

Речь идет о т.н. highbetafusionreactor, известном также как прототип T4. Первое сообщение о нем появилось 7 февраля 2013 года, во время телевыступления Чарльза Чейза, тогдашнего руководителя команды разработчиков, но большого внимания не привлекло. Такого рода сообщения о революционных прорывах появляются едва ли не каждый год и, к примеру, итальянский шарлатан Росси давно обещает залить мир дешевой энергией с помощью своего "ядерного чемоданчика", работающего на т.н. "холодном синтезе". Мол, вот-вот он будет продаваться в сети магазинов HomeDepot!

Оказалось, зря не прислушались. Не к Росси, а к Чейзу - он хоть и не акцентировал на этом внимания, но фактически выступал от имени Локхид-Мартин, а это серьезно.

Параметр ? определяет отношение давления плазмы к магнитному давлению и показывает эффективность удержания плазмы. Принципиальная проблема токамаков в том, что там бета не превышает 0,1, чем и обусловлены их огромные размеры, тогда как в модели Мак-Гуайра параметр будет близок к 1, что позволит сделать реактор компактным.

Первоначальные проработки показали возможность строительства реакторана 100 мегаватт размером 20 на 23 фута, что в десять раз меньше существующих и проектируемых конструкций. Локхид утверждает, что может построить и испытать опытный образец менее чем за год, а прототип промышленного реактора за пять лет. Такие реакторы помогут кораблям флота США, в том числе ядерным подлодкам и авианосцам, полностью отказаться от использования громоздких ядерных реакторов, требующих периодической замены, а также от всех иных видов топлива. 100 мегаватт достаточно для обеспечения энергией 80000 домов при этом реактор будет потреблять всего 25 кг топлива в год.

В последние годы этот крупнейший подрядчик Пентагона все больше внимания уделяет различным проектам в области альтернативной энергии, включая несколько океанских, и похоже на то, что деятельность в этой области настолько перспективна и успешна, что его доля в оборонных заказах США и Европы уменьшается. Если эта попытка окажется успешной, достижение Локхид будет означать ключевой прорыв в той области, которую ученые считают многообещающей в далекой перспективе, но в которой пока не появилось реальных энергетических систем.

"Мы можем произвести большие перемены на энергетическом фронте" - заявил Мак-Гуайр, отметив 60-летний опыт Локхид в исследовании термоядерного синтеза как источника энергии более безопасного и эффективного, чем существующие реакторы на основе расщепления ядер. Компактные новые реакторы, использующие дейтерий-тритиевое топливо, будут производить гораздо меньше отходов, чем угольные электростанции, генерируя в 10 млн. раз больше энергии на единицу топлива.

Дейтерий можно без проблем добывать из океанской воды, а тритий нарабатывать в ядерных реакторах, облучая нейтронами изотоп лития. Пока что он очень дорог (более $30 млн. за килограмм), но будущие реакторы смогут использовать различные виды топлива, полностью исключив при этом радиоактивные отходы. По словам Мак-Гуайра, компания имеет несколько патентов в этой области и теперь, имея первые результаты, ищет партнеров в научных кругах, промышленности и правительственных лабораториях для продвижения работ.

К сообщению следует отнестись со всей серьезностью: Локхид - крупнейшая в области ВПК компания мира, она не станет бросать слов на ветер и жертвовать репутацией. Эта прекрасная новость означает скорое снятие всех энергетических и экологических, связанных с загрязнением окружающей среды и глобальным потеплением, проблем. Хотя нефтяные компании вряд ли обрадуются термоядерному Эльдорадо, равно как и страны, экономика которых держится в основном на экспорте углеводородов. Запад в очередной раз показывает России, что в науку вкладывать деньги гораздо выгоднее, чем в дворцы олигархов, поместья Путина и добычу сырья…

В отличие от токамаков с их тороидальной камерой, плазма в реакторе Локхид удерживается в так называемой магнитной бутылке, концы которой закупорены магнитными зеркалами, где очень сильное магнитное поле заставляет ее частицы отражаться. Нагрев плазмы происходит с помощью СВЧ-излучения, как в обычной микроволновке.

Академик В.Е. Захаров так откликнулся на сообщение Локхид: "Принцип удержания плазмы при помощи магнитной бутылки был предложен Г.И. Будкером еще в пятидесятых годах. Там есть свои проблемы - "конусная" неустойчивость. Экспериментальная установка, работающая на этом принципе, есть в Новосибирске. Руководил работами акад. Э.П. Кругляков. Он говорил перед смертью, что это направление имеет перспективы".

Такие реакторы не только компактны, что решает проблему энергоснабжения кораблей, отдаленных поселков и баз, но и безопасны, они не могут ни расплавиться, ни взорваться. К тому же они весьма перспективны для межпланетных путешествий - недаром МакГуайр работает над космическим их применением. Полет на Марс с таким двигателем займет всего один месяц!

Не пропусти интересные статьи, подпишись!
facebook Кругозор в Facebook   telegram Кругозор в Telegram   vk Кругозор в VK
 

Слушайте

ПОЛИТИКА

«Ах, война, что ж ты сделала, подлая…»

По итогам двухлетней военной кампании появляется все больше признаков того, что война поворачивается в пользу России как на поле боя, так и с точки зрения ослабления некогда безоговорочной поддержки Запада. Но прогнозировать продолжительность и завершающий итог этой бойни сейчас невозможно.

Эдуард Малинский март 2024

НОВЫЕ КНИГИ

Мифы, легенды и курьёзы Российской империи XVIII–XIX веков. Часть первая

Пушкин: «Так было мне, мои друзья, и кюхельбекерно, и тошно». Маркиз де Кюстин. Шокирующие «Записки о России».

Игорь Альмечитов март 2024

ПРОТИВОСТОЯНИЕ

«Страшнее кошки зверя нет»

Уже в конце октября «Ансар Алла» начала ракетные обстрелы Израиля, правда, без видимого успеха. Йемен и Израиль разделяют почти 2000 км, по земле — это напичканная системами ПВО территория враждебной хуситам Саудовской Аравии, а в Красном море постоянно дежурят корабли военно-морского флота США, способные перехватывать ракеты. Кроме того, и сам Израиль защищен собственными современными системами противоракетной обороны.

Эдуард Малинский март 2024

ИСТОРИЯ

САМЫЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ВЛАДЕ ДРАКУЛЕ

Валашский князь-господарь и воевода Влад III Басараб, больше известный широкой публике как Влад Дракула, является одной из самых сильных и ярких фигур европейского средневековья, человеком великой и трагической исторической судьбы, очень мощной, противоречивой и неоднозначной во всех смыслах и отношениях личностью. И, если вдуматься, это действительно так, ведь Влад Дракула был очень спорной и амбивалентной личностью, вызывающей двойственные и противоречивые чувства.

Аким Знаткин март 2024

Держись заглавья Кругозор!.. Наум Коржавин

x

Исчерпан лимит гостевого доступа:(

Бесплатная подписка

Но для Вас есть подарок!

Получите бесплатный доступ к публикациям на сайте!

Оформите бесплатную подписку за 2 мин.

Бесплатная подписка

Уже зарегистрированы? Вход

или

Войдите через Facebook

Исчерпан лимит доступа:(

Премиум подписка

Улучшите Вашу подписку!

Получите безлимитный доступ к публикациям на сайте!

Оформите премиум-подписку всего за $12/год

Премиум подписка