Maži reaktoriai gali būti geriausia kelias link branduolinės sintezės (0)
Jie visada atrodo nutolę per 30 metų. Kontroliuojama branduolinė sintezė neatrodo esanti arčiau realizavimo, nei tada, kai buvo iškelta jos idėja šeštajame XX a. dešimtmetyje. Bet sintezės elektrinės gali būti arčiau, nei kas galėtų įtarti – jei tenkinsimės mažomis.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kuo didesnė, tuo geresnė, ar bent jau taip priimta manyti branduolinėje sintezėje. Ekstremalus to pavyzdys – didžiulis tarptautinis eksperimentas ITER, kurio meduolio formos reakcijos kameros skersmuo yra 20 metrų, o įrenginį aptarnauja 1000 žmonių. Kaina? Kuklūs 50 mlrd. $.
Dabar kai kas ima ginti požiūrį, kad mažesnio mastelio projektai būtų lankstesni ir pigesni. Praeitą mėnesį aeronautikos firma Lockheed Martin paskelbė, kad jos kompaktiškas sintezės reaktorius, pakankamai mažas, kad tilptų į sunkvežimį, galėtų būti parengtas jau po dešimtmečio. Tomas Jarboe iš Washingtono universiteto Seattle'e sukūrė savo nedidelį reaktorių, kurio parengimas darbui per ateinančius 15 metų, jo teigimu, galėtų kainuoti mažiau, nei 3 mlrd. $.
Sintezės reaktoriai žada pigią, švarią energiją, kurios gamyba paliktų mažai radioaktyvių atliekų, o savaiminio išsilydymo rizika labai menka. ITER, Lockheed Martin ir Jarboe naudojamose reaktoriuose deuterio ir tričio (vandenilio izotopų) mišinys laikomas magnetais ir kaitinamas, kol elektronai atsiskiria nuo atomo branduolių. Magnetiniai laukai šią karštą plazmą suspaudžia, suartindami branduolius. Taip jie susilieja į helio branduolius, išlaisvina neutronus ir išskiria daugybę energijos.
Bet lengviau pasakyti, nei padaryti. „Plazmos fizika – ne raketų mokslas,“ sako Jarboe, kai apžvelgiame naujausio jo reaktoriaus žvilgančius vamzdelius ir linkius. „Tai daug, daug sudėtingiau.“
Didžiausias iššūkis – išlaikyti chaotišką plazmą vietoje ilgiau, nei trumputę sekundės dalį. Tokiuose reaktoriuose, kaip ITER, bandoma tai atlikti, naudojant apvijų apie riestainį ir superlaidžių magnetų per centrinę skylę kuriamus magnetinius laukus. Bet tam reikia daug brangaus storo skydo, saugančio šaldomus magnetus nuo energingų neutronų.
Jarboe viską sumažina, naudodamas vadinamąjį sferomako dizainą, kuriame srovė iš tekančios plazmos sukuria magnetinį lauką, elegantiškai apribojantį pačią plazmą. Kadangi skylėje nėra jokių jautrių komponentų, sferomakas gali būti toks mažas, kokio tik reikia.
Sferomakai buvo madoje aštuntajame XX a. dešimtmetyje, kai Jarboe pradėjo dirbti su jais Los Alamos Nacionalinėje laboratorijoje N. Meksikoje, tačiau tada negalėjo išlaikyti plazmos ilgiau, nei akimirksniui. Automobilio dydžio eksperimentas, su kuriuo Jarboe dirba, yra pirmasis, išlaikantis aukšto slėgio plazmą. „Jei turėtume aušinimą energijos tiekimą, galėtų veikti neribotai,“ sako jis.
Jarboe dabar tikisi gauti 8 milijonus dolerių iš JAV energetikos departamento, kad galėtų pasiekti temperatūras, būtinas technologijos įrodymui.
Laimėjusį dizainą gali apspręsti finansavimas. Augantis ITER biudžetas nususino didžiąją dalį branduolinės sintezės tyrimų JAV pinigų ir entuziazmo. Jei neatsiras pinigų perspektyvesniems alternatyviems sprendimams, 30 metų horizontas ilgokai gali ten ir likti.
Mark Harris
New Scientist № 2994
