Жаңа стартап бірі MIT вознамерился іске қосу термоядролық реактор 15. Шындап?

Белгілі бір анекдот: ядролық синтез арқылы жиырма жыл. Әрқашан да жиырма жыл. Бұл қалжың, қазір емес смешная өсті бірі оптимизм ғалымдар, 1950-ші жылдары (иә және одан кейінгі әрбір он) деп есептеді ядролық синтез небәрі 20 жылдары. Енді бұл анекдот айтарлықтай кәсіби бағдар жұмысын жүргізді стартап — тумасы MIT (Массачусетс технологиялық институты), өте беделді және атақты институттың: Commonwealth Fusion Technologies. Стартап уәде іске қосу жұмыс реактор ядролық синтез үшін 15 жыл. Уәде арзан, таза және шексіз энергия, ол шешеді барлық дағдарыстар с қазбалар отынмен және климаттың өзгеруіне. Және айтады: "ықтимал сарқылмас және безуглеродный энергия көзі".

Жалғыз проблема: біз қазірдің өзінде естіген көп рет. Бұл жолы басқаша?

Басқа белгілі клишелерді қатысты энергия синтез. Идеясы-қарапайым: сіз помещаете солнце в бөтелкесін. Ғана салу бөтелкесін. Энергия синтез нәрлендіреді жұлдыз, бірақ оның өте ыстық және тығыз жағдайлар үшін плазма іске қосылды.

Үлкен саны энергия мүмкін шығарылды, екі жеңіл ядро төгіледі біріктіру: дейтерий-тритиевое қосу, ол шеңберінде жүзеге асырылады эксперимент ИТЭР, испускает 17,6 МэВ үшін реакциясын, миллион есе көп энергия молекула бар, ол сіз жарылыс тротилового снарядтың. Бірақ шығару үшін осы күш-қайратты, керек еңсеріп қуатты электростатикалық отталкивание арасындағы ядросы бар, олар екеуі де заряжены оң. Күшті өзара іс-қимыл қысқа қашықтықтарда әкеледі синтездеу, ол шығарады, бұл барлық энергиясын, бірақ ядро керек кол өте жақын — фемтометры. "Жұлдыздар бұл өзі-төзімділікті гравитациялық қысымның материал, бірақ Жер бетіндегі осы қиындау.

бастау Үшін керек табу материалдар, олар тірі қалады әсерінен кейін температурасы жүздеген миллион градус Цельсий.

Плазма тұрады зарядталған бөлшектер; материя және электрондар жуылады қайтарам. Оны ұстап тұруға болады магнетитті, ол өзгертеді плазманы шеңберіне. Манипуляция магнетитті мүмкіндік береді, сондай-ақ, бұл плазманы қысу. 1950-ші және 1960-шы жылдары пайда болды тұтас бір буыны құрылғыларды экзотикалық атаулары: Stellarator, Perhapsatron, Z-Pinch үшін әзірленген. Бірақ плазма, олар тырысты ұстап, тұрақсыз. Плазма өзі әзірлейді электромагниттік өріс, оның сипаттау өте күрделі теориямен магнитогидродинамики. Жеңіл ауытқулар немесе ақаулар бетінде плазманың тез шықтық. Қысқасы, құрылғылар жұмыс істемеген, жанасуы.

Кеңес Одағында әзірленді құрылғы "токамак" предлагало айтарлықтай жақсартылған өнімділігі. Сол уақытта барып ойлап табылєан лазер мүмкіндік береді жүзеге асыру жаңа түрі синтез — жинақтау бастап инерциальным конфайнментом.

Бұл жағдайда қажет емес плазманы ұстап, горящую магниттік өрістерде керек қысу оның жарылыс кезінде көмек лазерлер үшін қысқа уақыт. Бірақ тәжірибе инерциальным конфайнментом да надандықтан зардап шекті нестабильностей. Олар күні-1970-шы жылдардың және, мүмкін, бір күні қол жеткізетініне өз, бірақ олардың арасындағы ең үлкені-қазіргі таңда Ұлттық зертхана жану Ливерморе, Калифорния, және жетті шығынсыздық нүктесінің, артық өндірілді энергиясын көп жұмсалды.

Көп бөлігі үміт жүктеледі ИТЭР, әлемдегі ең үлкен токамак арналған синтез байланысты магнитті конфайнментом, ол әлі құрылыс сатысында.

жобасын Әзірлеушілер үміттенеді зажигать плазманы 20 минут ішінде жүргізу үшін 500 МВт номиналды кірер 50 МВт. Толық синтездеу бойынша эксперименттер жоспарланған 2035 жыл, бірақ проблемалар халықаралық ынтымақтастыққа АҚШ-тың, КСРО-ның (ол кезде әлі), Жапония және Еуропа әкелді ұзақ задержкам және растягиванию бюджет. Жоба жүктеме 12 жыл және құны 13 миллиард доллар. Бұл сирек емес жобалар үшін талап ететін құрылыс үлкен қондырғылар.

жоспар Бойынша ИТЭР бірінші термоядролық синтез реактор, ол болады электр станциясы, жанғанда және қолдай отырып, синтез, DEMO, енуі тиіс жұмысқа 2040 немесе тіпті 2050 жылға. Басқа сөздермен айтқанда, ядролық синтез... кейін жиырма жыл. Қалыптасады үрдісі мәселесін шешу нестабильностями салу есебінен барлық үлкен қондырғылар. ИТЭР көп JET, ал DEMO көп ИТЭР.

көптеген жылдар бойы көптеген командалар оларды тастап шақыру халықаралық коллаборации ұсына отырып, конструкцияның кішірек. Сұрақ жоқ, жылдамдығы, ал қолайлы. Егер реактордың құрылысы синтез шынымен кетеді миллиардтаған долларға ондаған жылдар, ол жалпы құны жүз миллионнан асты? Кім заплатит за? Мүмкін, сол сәтте, салынған кезде жұмыс токамак үйлестіруге, күн панельдер және батареяларды қамтамасыз етеді біз энергиясымен, ол арзан дайындалған " токамаке. Кейбір жобалар — тіпті пресловутый "суық синтез" — болып шықты лживыми немесе саналмайды.

Басқа да сол лайық үлкен назар. Стартаптар, жаңа құрылымдар реактор термоядролық синтез — немесе, кейбір жағдайларда, қайта қаралған нұсқасын астам ескі әрекет.

Tri Alpha есептейді сталкивать бұлт плазма конструкциялары, напоминающей Большой адронный коллайдер, содан кейін ұстап синтезирующую плазманы магнит өрісінде жеткілікті ұзақ, шығу үшін шығынсыздық нүктесін шығара энергия. Оларға қол жеткізілді қажетті температура мен конфайнмента плазма бірнеше миллисекундтан, сондай-ақ тартуға 500-ден астам миллионақш венчурлық капитал.

Команда Lockheed Martin Skunk Works белгілі және өзінің құпия жобалармен наделала шудың 2013 жылы жария етіп, бұл жұмыс істейді, жинақы термоядерным реактордан әзірлейтін 100 МВт және жәрдемақы мөлшері реактивті қозғалтқыш. Сол кезде олар мәлімдеген, бұл прототипі дайын болады арқылы бес жыл. Әрине, оқиғаның себеп-салдарын конструкциялары олар раскрывали. 2016 жылы расталды, бұл жоба қаржыландыру алады, бірақ көптеген жоғалтты сенімін өздеріне скепсис.

міне, фонында барлық осы безобразия ғалымдар MIT врываются шаршы алаңға. Боб Мамгаард, CEO Commonwealth Fusion Energy, деп мәлімдеді: "біздің мақсатымыз-мемлекеттік қызметшілермен жұмыс станциясына дер үшін жеңуге климаттың өзгеруі. Біздің ойымызша, ғылым, жылдамдық және масштабтау жобаның талап етсе, он бес жыл өтті.

Жаңа жоба MIT ұстанады дизайн токамак ретінде жасағандай болып отыр. Құрылғы SPARC жүргізуге тиіс 100 МВт 10-секундные импульсах конфайнмента. Энергия алуға келген импульстер, міне, осы қасиеттердің ең алдымен, бірақ шығынсыздық — бұл шын мәнінде өзіне тартады ғалымдар.

Ерекше тұздық жағдайда, бұл жаңа жоғары температуралы сверхпроводящие магниттер бірі оксидін иттрий-барий-мыс. Бұл ВТСМ құруы мүмкін аса қуатты магнит өрісі, сол температурада және қарапайым магниттер, ауысымы) ұзақтығының нормасын азайту қысу плазманы аз кіріс қуаты аз магнитті құрылғы мен жеткізу шарттарын синтездеу құрылымы, 65 есе аз ИТЭР. Осындай жоспар, қалай болғанда да. Олар құруға үміттенеді сверхпроводящие магниттер үшін алдағы үш жыл.

Ғалымдар ниеттіміз оптимистік: "Біздің стратегия — пайдалану консервативную физика негізделген десятилетиях жұмыс MIT және басқа жерлерде", - дейді Мартин Гринвальд, директор орынбасары туралы ғылым Орталығы " плазмасындағы және синтездеу кезінде массачусетс технологиялық технологиялық институты. "Егер SPARC жетеді күтілетін өнімділігін, менің чутье көрсетіп оны масштабтау дейін нақты энергия станциясы".

көп Бар, басқа да жобалар мен стартаптар, осылайша уәде айналып әртүрлі токамаки және бюджеттер халықаралық коллабораций. Айту қиын, табады, не оның ішінде құпия ингредиент синтезі үшін немесе ИТЭР, оның салмағы ғылыми қоғамдастықта және қолдайтын елдер жеңеді. Мен бәрібір қиын, қашан және егер синтезі болады ең жақсы энергия көзі. Синтездеу — бұл қиын. Мәселен көрсетеді тарихы.