Uma nova startup, do MIT a intenção de iniciar um reator termonuclear por 15 anos. Sério?

Conhecido uma piada: a fusão será daqui a vinte anos. Sempre será daqui a vinte anos. Essa piada, agora já não é engraçado, tem crescido a partir de otimismo cientistas, que na década de 1950 (sim, e a cada década subseqüente) acreditavam que a fusão foi apenas há 20 anos a partir deles. Agora essa piada a sério pegou uma startup — o nativo do MIT (instituto de tecnologia de Massachusetts), muito respeitado e famoso instituto: Commonwealth Fusion Technologies. Uma startup promete lançar em ambiente de reator de fusão nuclear por 15 anos. Promete barata, limpa e energia ilimitada, e que irá resolver todas as crises com os combustíveis fósseis e as mudanças climáticas. E dizem: "potencialmente inesgotável e безуглеродный fonte de energia".

O Único problema é: nós já ouvimos muitas vezes. O que de diferente desta vez?

Mais conhecido clichê quanto a energia de fusão. A idéia é simples: você coloca o sol no frasco. Resta apenas construir a garrafa. A energia de síntese alimenta as estrelas, mas requer incrivelmente quentes e apertadas condições para o plasma funcione.

Uma Enorme quantidade de energia pode ser disponibilizada, quando os dois pulmões kernel se fundem: o deutério-тритиевое fusão, que é realizada no âmbito de uma experiência ITER, emite 17,6 Mev por reação, um milhão de vezes mais energia por molécula, que você começa a partir de uma explosão тротилового projétil. Mas para liberar essa energia, necessidade de superar o poderoso repulsão eletrostática entre os núcleos, que são ambas carregadas positivamente. A forte interação em curtas distâncias resulta em síntese, que libera toda a energia, mas o kernel precisa somar muito próximo — em фемтометры. Nas estrelas é isso o que acontece, em si, devido a um colossal gravidade de pressão sobre o material, mas na Terra, com isso mais difícil.

Para começar, você deve tentar encontrar os materiais que permanecem vivos após o efeito da temperatura em centenas de milhões de graus Celsius.

O Plasma é composto por partículas carregadas; a matéria e os elétrons são lavados afastado. Você pode manter um campo magnético, o que minimiza o plasma em um círculo. A manipulação de um campo magnético também permitem esse plasma compactar. Na década de 1950 e 1960, surgiu toda uma nova geração de dispositivos com nomes exóticos: Stellarator, Perhapsatron, Z-Pinch, desenvolvidos para isso. Mas o plasma, o que eles tentaram segurar, foi instável. O plasma é em si mesma, produz campos eletromagnéticos, você pode descrever muito complexa teoria магнитогидродинамики. Leves desvios ou defeitos na superfície de plasma rapidamente saiu fora de controle. Em suma, o dispositivo não funcionou como era esperado.

Na União Soviética, foi desenvolvido um dispositivo токамак", que sugeriu melhorou significativamente o desempenho. Ao mesmo tempo, foi inventado o laser, que permite realizar um novo tipo de síntese — a síntese de инерциальным конфайнментом.

Neste caso, já não é necessário manter o plasma, ardente campos magnéticos, a necessidade de compactar a sua explosão com a ajuda de lasers por um curto período de tempo. Mas as experiências com инерциальным конфайнментом também sofreram das instabilidades. Eles foram realizados a partir da década de 1970 e, talvez, um dia vão conseguir o que é seu, mas o maior deles até os dias atuais, o laboratório Nacional de ignição em Livermore, Califórnia, — e não atingiu o ponto de equilíbrio, quando será produzida mais energia do que o necessário.

Grande parte da esperança repousa sobre o ITER, o maior do mundo токамак para a síntese magnético конфайнментом, que ainda está em fase de construção.

Os Desenvolvedores do projeto esperam kindle plasma durante 20 minutos, para produzir 500 Mw de energia com corrente nominal de entrada de 50 Mw. Cheias de experiências sobre a síntese agendados para o ano de 2035, mas os problemas com a cooperação internacional, estados unidos, união SOVIÉTICA (então ainda), o Japão e a Europa, levaram a longos atrasos e растягиванию orçamento. O projeto está atrasado para 12 anos e a pena de 13 bilhões de dólares. Não é incomum para projetos que exigem a construção de grandes instalações.

O plano ITER primeiro reator termonuclear síntese, que funcionará como uma usina, que chameja, e mantendo síntese, PENTEADOS, deve entrar em funcionamento em 2040, ou até 2050. Em outras palavras, a fusão nuclear... será daqui a vinte anos. Desenvolve a tendência de resolver os problemas com instabilidades através da construção de todas as instalações de grande porte. ITER será mais JET e PENTEADOS será mais ITER.

Durante muitos anos, muitas equipes jogando o desafio internacional de colaboração direta, oferecendo projetos menores. A questão, afinal, não na velocidade e praticidade. Se a construção de um reator de síntese de realmente vão bilhões de dólares e dezenas de anos, será que ele geralmente окупаем? Quem vai pagar pela construção? Talvez, para o momento em que será construída a área de токамак, a combinação de painéis solares e baterias novas nos fornecerão energia, que será mais barato feito por токамаке. Alguns projetos — até mesmo o famoso "fusão a frio" — eram mentirosas ou desfeitos.

Outros merecem mais atenção. Startups com projetos novos reator de fusão — ou, em alguns casos, revisou as versões mais antigas tentativas.

Tri Alpha espera empurrar as nuvens de plasma no projeto, lembra o Grande colisor de hádrons, em seguida, manter синтезирующую plasma em um campo magnético suficiente para chegar ao ponto de equilíbrio e produzir energia. Conseguiram ser necessárias temperaturas e confinamento do plasma em alguns milissegundos, e também de atrair mais de 500 milhões dede dólares de capital de risco.

A Equipe de Skunk Works da Lockheed Martin, conhecido por seus projetos secretos, fez barulho no ano de 2013, anunciou que está trabalhando em um compacto термоядерным reator, вырабатывающим 100 Mw e com o tamanho de um motor a jato. Naquele momento eles disseram que o protótipo estará pronto daqui a cinco anos. Claro, os detalhes do projeto, eles não abriram. Em 2016, foi confirmado que o projeto recebe financiamento, mas muitos já perderam a fé e receberam o ceticismo.

E eis que no meio de toda esta desgraça, os cientistas do MIT fratura no ringue. Bob Мамгаард, CEO da Commonwealth Fusion Energy, disse: "Nós nos esforçamos para se apossar de uma estação de trabalho a tempo para vencer as alterações climáticas. Pensamos que a ciência, a velocidade e o dimensionamento de um projeto de exigirão de quinze anos".

Com o Novo projeto do MIT adere ao projeto токамака, como fizeram no passado. O dispositivo SPARC deve produzir 100 Megawatts de energia por 10 segundos, импульсах confinamento. Para obter energia a partir de impulsos já conseguiu antes, mas o ponto de equilíbrio é o que realmente atrai cientistas.

Especial de molho neste caso, são os novos supercondutores de alta temperatura ímãs de óxido de ítrio-bário-cobre. Considerando que ВТСМ podem criar mais poderosos campos magnéticos com a mesma temperatura, o que e normal ímãs, pode revelar-se comprimir um plasma com menos de entrada de potência, menor magnético do dispositivo e alcançar condições de síntese, no dispositivo, que em 65 vezes menor do que o ITER. Então este é o plano, enfim. Eles esperam criar ímãs supercondutores para os próximos três anos.

Os Cientistas estão otimistas: "Nossa estratégia é usar conservadora física, baseada em décadas de trabalho no MIT e em outros lugares", diz Martin Гринвальд, director do Centro de ciência de plasma e a síntese ao instituto de tecnologia de Massachusetts. "Se SPARC atingir o desempenho esperados, a minha intuição diz que você pode escalar até a real энергостанции".

Há muitos outros projetos e startups, que da mesma forma, a promessa de contornar todos os tipos de токамаки e orçamentos internacionais коллабораций. É difícil dizer, vai descobrir se algum deles o ingrediente secreto para a síntese ou mesmo ITER, com seu peso na comunidade científica e o apoio de países, vai ganhar. E ainda é difícil dizer quando e se a síntese é a melhor fonte de energia. Síntese — isso é difícil. Assim mostra a história.