Po ilgo, septynerius metus trukusio eksperimento, Jungtinės Karalystės bandomasis branduolinės sintezės reaktorius buvo sėkmingai įjungtas ir išgauta pirmoji plazma.

Culhamo mieste, Oksfordšyre esantis įrenginys, pavadintas „MAST Upgrade“, yra pagrindinis veikiančio branduolinės sintezės reaktoriaus komponentas.

Branduolinės sintezės metu dviejų ar daugiau lengvesnių elementų branduoliai susilieja į sunkesnį branduolį ir išskiria energiją. Šis reiškinys vyksta Saulės širdyje, ir jeigu mes galime atkurti ir palaikyti tas pačias reakcijas pakankamu mastu Žemėje, galime išgauti švarią, praktiškai neribotą, mažai anglies išskiriančią energiją.

Sėkmingas „MAST Upgrade“ užbaigimas ir pirmasis jo įjungimas yra reikšmingas kelionės etapas. Originalus „MAST“ („Mega Amp Spherical Tokamak“) įrenginys veikė 1999–2013 m., o nuo to laiko dirba jo įpėdinis, todėl tai yra svarbus koncepcijos įrodymas.

„Mes norime, kad Jungtinė Karalystė būtų pasaulio lydere branduolinės sintezės energijos srityje ir išnaudotų savo nuostabų potencialą švarios energijos, kuri galėtų būti naudojama šimtus metų, kūrime“, – sako Jungtinės Karalystės Mokslų ministrė Amanda Solloway.

„Įrenginio „MAST Upgrade“ įjungimas yra svarbus momentas šiam nacionaliniam branduolinės sintezės eksperimentui ir žengiamas dar vienas žingsnis link tikslo iki 2040 metų pastatyti pirmąją JK branduolinės sintezės elektrinę.“

Branduolinės sintezės reaktoriui reikalingas tam tikras prietaisas, kad būtų panaudotos plazmoje vykstančios reakcijos. Tokamakai – žiediniai įtaisai, kurie naudoja magnetinius laukus, kad sulaikytų sintezės reakcijos sukeltą plazmą, yra vieni iš pirmaujančių tokio tipo prietaisų sprendimų.

Ilgą laiką tokamakuose buvo naudojama spurgos formos konfigūracija, tačiau naujesni prietaisai, tokie kaip „MAST Upgrade“, yra pažangesnio sferinio tokamako dizaino pavyzdžiai, kurie, tikimasi, suteiks daug naudos efektyvumo ir našumo požiūriu.

„MAST Upgrade“, kurį valdo Culham branduolių sintezės energijos centras (CCFE), priklausantis JK atominės energijos tarnybai (UKAEA), taip pat reikės visų šių privalumų. Dabar, kai branduolinės sintezės eksperimentas veikia, per ateinančius kelerius metus reikia išspręsti gana didelius iššūkius. Visų pirma, tai yra šilumos išmetimas. Branduolinės sintezės reaktoriai sukuria neįtikėtiną šilumos kiekį, kuris gali pakenkti reaktoriaus komponentams. Norėdami išspręsti šią problemą, „MAST Upgrade“ išbandys naujo tipo išmetimo sistemą, vadinamą „Super-X divertor“, skirtą sumažinti iš plazmos išeinančių dalelių šilumos ir galios apkrovas.

Jeigu išmetimo sistema bus sėkminga, ji galės 10 kartų sumažinti šilumą, palyginti su tuo, kas buvo įmanoma anksčiau, o to gali pakakti, kad sintezės reaktoriai taptų ekonomiška technologija būsimose elektrinėse.

Tai nuostabu, bet viskas, kas susiję su branduolinės sintezės reaktoriais, yra nuostabu, o „MAST Upgrade“, nepaisant to, kad tai buvo didžiulis projektas, kuriam pastatyti prireikė septynerių metų, yra tik maža viso galvosūkio dalis.

Šis įrenginys iš tikrųjų yra įžanga dar didesniam projektui – „Sferical Tokamak for Energy Production“ (STEP), pirmajam JK sintezės jėgainės prototipui, kuris turi būti baigtas iki 2040 metų.

Tuo tarpu tai, ko tyrėjai gali išmokti iš „MAST Upgrade“, bus pranešta didžiausio pasaulyje branduolinės sintezės eksperimento (ITER) komandai.

ITER šiuo metu renkamas pietų Prancūzijoje. Čia dalyvauja tūkstančiai mokslininkų iš daugiau nei 30 šalių. Projektas buvo planuojamas daugelį metų ir apie penkerius metus atsiliekama nuo grafiko, tačiau kai projektas bus baigtas (manoma, kad kainuos maždaug 65 mlrd. JAV dolerių), ITER galės parodyti, kad branduolinės sintezės būdu gaunama energija gali būti pažabota žmogaus rankomis.

Komentarai (6)