Det amerikanska laboratoriet Skunk Works år 2024 förbereder sig för att presentera en serieversion av en termonukleär reaktor, som teoretiskt sett skulle kunna förändra all modern energi i världen. Det rapporteras att den nya 100 MW lastbilsstora fusionsreaktorn kommer att vara användbar både på vår planet och i rymden. Det amerikanska företaget Lockheed Martin har nyligen avslöjat detaljerna i sitt nya T4 -projekt för att utveckla en kraftfull och kompakt fusionsreaktor CFR (Dubbed the compact fusion reactor). Det rapporteras att denna genombrottsteknik skapas på Skunk Works -laboratoriet, som specialiserat sig på hemliga militära utvecklingar. Därför är det inte förvånande att ingenting var känt om projektet så länge.
Först 2013 öppnade företaget sekretessslöjan över sitt T4 -projekt och berättade om dess existens. Nu har allmänheten blivit medveten om några detaljer om det nya energisystemet. Lockheed Martin lovar att den färdiga prototypen av den nya reaktorn kommer att tillverkas av dem om 5 år, och de första produktionsproven kommer att börja fungera på ett decennium. Det rapporteras att, till skillnad från moderna prototyper av fusionsreaktorer, kommer CFR -reaktorn att vara 20 gånger kraftigare och 10 gånger mer kompakt.
Lockheed Martin Corp. har experimenterat med kärnteknik bakom stängda dörrar de senaste 60 åren, men har nu beslutat att publicera dem för att locka offentliga och privata partners. Det är värt att notera att experter förknippar denna "hobby" hos en av de största leverantörerna av Pentagon med alternativ energi med att USA är engagerat i att minska militära utgifter.
För närvarande är Lockheed Martin Corporation ett av de största företagen i världen som specialiserat sig på tillverkning av en mängd olika militär- och rymdutrustning. Företaget sysselsätter över 113 tusen medarbetare och enbart omsättningen 2013 uppskattades till 45,4 miljarder dollar. Sedan mitten av 2000-talet har Lockheed Martin arbetat med utvecklingen av Orion återanvändbara rymdfarkoster, som skulle transportera människor och last till ISS, månen och möjligen den röda planeten i framtiden.
Att utrusta en rymdfarkost med en kompakt termonukleär installation är en ganska frestande idé. Samtidigt är moderna kärnreaktorer ganska dyra och skrymmande i storlek. Till exempel kostar det mest kända projektet inom detta område, ITER -forsknings- och utvecklingsprojektet, med en beräknad kapacitet på 500 MW, cirka 50 miljarder dollar. Samtidigt har den en höjd av mer än 30 meter och efter att bygget är klart kommer den att väga 23 000 ton. Samtidigt kan seriereaktorn från Lockheed Martin -företaget transporteras på väg.
Fram till nu är de flesta konstruktioner av fusionsreaktorer baserade på principerna för en tokamak, som utvecklades av sovjetiska fysiker på 1950 -talet. I reaktorer av denna typ hålls plasmaringen samman av ett kraftfullt magnetfält som genereras av supraledande magneter. En annan uppsättning magneter är ansvarig för att inducera ström inuti själva plasma och för att upprätthålla en termonukleär reaktion. Problemet med tokomaks är att de inte producerar mycket mer energi än vad som spenderas på att driva de använda magneterna, deras lönsamhet tenderar att nollas.
I CFR -reaktorn som föreslagits av Lockheed Martin, är plasma inrymt med hjälp av en speciell geometrisk form genom hela reaktorkammarens volym. Superledande magneter används också i CFR, men de genererar ett magnetfält runt kammarens ytterkant, så det är inte nödvändigt att placera magnetfältlinjerna relativt plasma exakt nog, och dessa magneter ligger själva utanför gränserna för kärnan. Detta ökar plasmas volym (därav energiproduktionen). Och ju mer plasma försöker ta sig ut, desto mer försöker magnetfältet att föra tillbaka det.
Det rapporteras att reaktorn bör kombinera de bästa lösningarna som har skapats för olika projekt av fusionsreaktorer. Till exempel finns det i ändarna av en cylindrisk reaktorkärna speciella magnetiska speglar som kan reflektera en betydande del av plasmapartiklarna. Dessutom skapades ett återcirkulationssystem som liknar det som används i Polywell pilotreaktorn. Detta system, med hjälp av ett magnetfält, fångar elektroner och skapar zoner till vilka positiva joner rusar. Här kolliderar de med varandra och upprätthåller en kontinuerlig process av termonukleär reaktion. Allt detta ökar reaktorns effektivitet avsevärt.
Förenklad schematisk bild av Skunk Works -reaktorn
Som bränsle i reaktorn från Lockheed Martin är det planerat att använda tritium och deuterium, som placeras i reaktorkärnan i form av gas. Under den termonukleära fusionsreaktionen bildas helium-4 och elektroner frigörs, som är ansvariga för uppvärmning av reaktorns väggar. Vidare träder det traditionella systemet med ångrör och värmeväxlare i drift.
För närvarande är projektet för det amerikanska flyg- och rymdföretaget i arbetet med att skapa en prototyp, och en fullfjädrad prototyp bör vara klar om 5 år. Lockheed Martin luftfartsingenjör Thomas McGwire sa att en fungerande prototyp skulle behöva bevisa de föreslagna konstruktionerna. Den måste bland annat säkerställa tändning av plasma och underhåll av den termonukleära reaktionsprocessen i 10 sekunder. Ytterligare fem år efter skapandet av en fungerande prototyp, det vill säga år 2024, räknar amerikanska ingenjörer med att producera den första serien av termonukleära CFR -reaktorer som kan användas inom industrin.
Det rapporteras att reaktorerna i den tidiga serien kommer att ha små dimensioner så att de kan placeras i transportabla behållare på 7x13 meter. Med sådana dimensioner, som är ganska blygsamma för fusionsreaktorer, kommer de att kunna producera en rekordmängd energi: cirka 100 MW. Med hänsyn till parametrarna i den första serien av CFR -reaktorer är det inte svårt att förstå att Pentagon är intresserad av arbete i denna riktning. Den amerikanska militären behöver kompakta och mycket kraftfulla energikällor för att utveckla och förbättra avancerade laser- och mikrovågsvapen.
Samtidigt, på den civila marknaden, kan sådana fusionsreaktorer åstadkomma en verklig revolution. En kompakt och säker fusionsreaktor med liknande effekt kommer att kunna ge energi till 80 tusen hem. Samtidigt blir det väldigt enkelt att integrera det i moderna elektriska nät (till skillnad från sådana energikällor som solpaneler och vindkraftverk). Förutom allt ovan är CFR ett nästan idealiskt kraftverk för lovande rymdfarkoster. Med hjälp av nya motorer baserade på CFR kommer bemannade rymdfarkoster att kunna nå Mars mycket snabbare.
Ryska forskare tror inte på Lockheed Martin -företagets genombrott
Förutom Lockheed Martin är ett team av forskare från ett internationellt projekt under förkortningen ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor för närvarande aktivt engagerat i forskning inom termonukleär fusion. Resultaten av deras verksamhet är för närvarande långt ifrån de tillkännagivna framgångar som har gjorts av flyg- och rymdföretaget. Av denna anledning ifrågasätts sanningen av den information som släppts av Lockheed Martin och har redan orsakat mycket kontroverser inom det vetenskapliga samfundet. Ryska forskare tror inte riktigt på det publicerade materialet.
Till exempel har chefen för den ryska ITER -byrån, Anatoly Krasilnikov, offentligt uttalat att det vetenskapliga genombrottet som Lockheed Martin -specialisterna tillkännagett i själva verket är tomma ord som inte har något med det verkliga livet att göra. Det faktum att USA förbereder sig för att börja skapa en prototyp av en termonukleär reaktor med deklarerade dimensioner verkar Krasilnikov som vanlig PR. Enligt Anatoly Krasilnikov kan vetenskapen i utvecklingsstadiet inte utforma en säker och fullt fungerande termonukleär reaktor av så liten storlek.
Som ett argument citerade han det faktum att hedrade kärnfysiker från USA, Kina, EU -länderna, Ryssland, Japan, Indien och Sydkorea i dag arbetar med det internationella projektet ITER, men även de bästa vetenskaperna i modern vetenskap, sammanförda, hoppas kunna få den första plasma från ITER i bästa fall till 2023. Samtidigt talas det inte ens om någon kompakthet av reaktorns prototyp.
Naturligtvis kommer möjligheten att utveckla en liten anläggning i framtiden att bli uppenbar, men det kommer inte att hända de närmaste åren. Lockheed Martin säger att det kommer att kunna visa en verklig modell av reaktorn om ett år. Och det är naturligtvis svårt att tro, med tanke på att företagets ingenjörer arbetar med ett projekt på denna nivå isolerat från andra forskare. Anatoly Krasilnikov är övertygad om att löften från Lockheed Martins representanter om att visa en prototyp kommer att förbli bara löften.
Han noterar att ledande ingenjörer har arbetat med skapandet av den första termonukleära reaktorn i mer än ett dussin år, och denna process innebär ett obligatoriskt utbyte av erfarenheter. Samtidigt blir lovande utveckling och utveckling tillgänglig för andra forskare. Specialisternas genombrott, om detaljerna som ingen visste något om, verkar vara mycket överdriven. Mest sannolikt strävar det inte efter vetenskapliga mål, utan kommersiella. De vill locka uppmärksamhet, locka till ytterligare ekonomiska resurser, och deras uttalanden är en reklamkampanj.
Evgeny Velikhov, ordförande för Kurchatov -institutet, talade ännu mer skarpt om det amerikanska projektet och kommenterade nyheterna som dök upp med orden”Lockheed Martins fantasi”. Han har inte information om någon verklig framgång i skapandet av en kompakt termonukleär reaktor av specialister från det amerikanska företaget, vilket skulle stödjas av fakta. Enligt Evgeny Velikhov är ingen i världen informerad om den amerikanska uppfinningen, förutom det amerikanska företaget självt, betydande tekniska detaljer om projektet har inte avslöjats, men diskussionsvågen i media har redan stigit.
