Ameerika labor Skunk Works aastal 2024 valmistub esitama termotuumareaktori seeriaversiooni, mis teoreetiliselt võib muuta kogu maailma kaasaegse energia nägu. Väidetavalt on uus 100 MW veoautosuurune termotuumasünteesi reaktor kasulik nii meie planeedil kui ka kosmoses. Ameerika ettevõte Lockheed Martin avalikustas hiljuti oma uue T4 projekti üksikasjad, et arendada välja võimas ja kompaktne termotuumasünteesi reaktor CFR (dubleeritud kompaktne termotuumareaktor). Teatatakse, et see läbimurdetehnoloogia luuakse Skunk Works laboratooriumis, mis on spetsialiseerunud salajastele sõjalistele arendustele. Seetõttu pole üllatav, et projekti kohta ei olnud nii kaua midagi teada.
Alles 2013. aastal avas ettevõte oma T4 projekti ees saladuseloori, rääkides selle olemasolust. Nüüd on avalikkus saanud teatavaid üksikasju uue energiasüsteemi kohta. Lockheed Martin lubab, et uue reaktori valmis prototüüp valmistatakse nende poolt 5 aasta pärast ning esimesed tootmisproovid hakkavad tööle kümne aasta pärast. On teatatud, et erinevalt kaasaegsetest termotuumasünteesi reaktorite prototüüpidest on CFR -reaktor 20 korda võimsam ja 10 korda kompaktsem.
Lockheed Martin Corp. on viimase 60 aasta jooksul katsetanud tuumatehnoloogiat suletud uste taga, kuid on nüüd otsustanud need avalikustada, et meelitada ligi avaliku ja erasektori partnereid. Väärib märkimist, et eksperdid seostavad seda Pentagoni ühe suurima tarnija "hobi" alternatiivse energiaga sellega, et USA tegeleb sõjaliste kulutuste vähendamisega.
Praegu on Lockheed Martin Corporation üks suurimaid ettevõtteid maailmas, mis on spetsialiseerunud mitmesuguste sõjaliste ja kosmosetehnika tootmisele. Ettevõttes töötab üle 113 tuhande inimese ja ainuüksi 2013. aasta müük oli hinnanguliselt 45,4 miljardit dollarit. Alates 2000. aastate keskpaigast on Lockheed Martin tegelenud Orioni korduvkasutatava kosmoseaparaadi väljatöötamisega, mis viiks inimesi ja lasti ISS-ile, Kuule ja võib-olla tulevikus Punasele planeedile.
Kosmoselaeva varustamine kompaktse termotuumarajatisega on üsna ahvatlev idee. Samal ajal on kaasaegsed tuumareaktorid üsna kallid ja mahukad. Näiteks selle valdkonna kuulsaim projekt, ITERi teadus- ja arendusprojekt, mille kavandatud võimsus on 500 MW, maksab umbes 50 miljardit dollarit. Samal ajal on selle kõrgus üle 30 meetri ja pärast ehituse lõpetamist kaalub see 23 000 tonni. Samal ajal saab Lockheed Martini korporatsiooni seeriareaktorit transportida maanteel.
Siiani põhineb enamik termotuumasünteesi reaktorite konstruktsioone tokamaki põhimõtetel, mille töötasid välja Nõukogude füüsikud 1950. aastatel. Seda tüüpi reaktorites hoiab plasmarõngast koos ülijuhtivate magnetite tekitatud võimas magnetväli. Teine magnetite komplekt vastutab voolu esilekutsumise eest plasmas endas ja termotuumareaktsiooni säilitamise eest. Tokomakside probleem on see, et need ei tooda palju rohkem energiat, kui kulutatakse kasutatud magnetite toiteks, nende kasumlikkus kipub nulli jääma.
Lockheed Martini pakutud CFR -reaktoris sisaldub plasma spetsiaalse geomeetrilise kuju abil kogu reaktorkambri ruumalas. Ülijuhtivaid magneteid kasutatakse ka CFR -is, kuid need tekitavad kambri välisserva ümber magnetvälja, seega ei ole vaja magnetvälja jooni plasma suhtes piisavalt täpselt paigutada ja need magnetid ise asuvad väljaspool tuum. See suurendab plasma mahtu (seega ka väljundenergiat). Ja mida rohkem plasma üritab välja pääseda, seda rohkem püüab magnetväli seda tagasi tuua.
On teatatud, et reaktor peaks ühendama parimad lahendused, mis on loodud erinevate termotuumasünteesi reaktorite projektide jaoks. Näiteks silindrilise reaktorisüdamiku otstes on spetsiaalsed magnetpeeglid, mis võivad peegeldada olulist osa plasmaosakestest. Lisaks loodi ringlussevõtu süsteem, mis sarnaneb Polywelli pilootreaktoris kasutatavaga. See süsteem, kasutades magnetvälja, hõivab elektronid ja loob tsoonid, kuhu positiivsed ioonid kiirustavad. Siin põrkuvad nad üksteisega kokku ja säilitavad pideva termotuumareaktsiooni. Kõik see suurendab oluliselt reaktori efektiivsust.
Skunk Works reaktori lihtsustatud skeem
Kütusena Lockheed Martini reaktoris on kavas kasutada triitiumi ja deuteeriumi, mis asetatakse reaktorisüdamesse gaasi kujul. Termotuumasünteesi reaktsiooni käigus moodustub heelium-4 ja vabanevad elektronid, mis vastutavad reaktori seinte kuumutamise eest. Lisaks hakkab tööle traditsiooniline aurutorude ja soojusvahetite skeem.
Hetkel on Ameerika lennundus- ja kosmosetööstuse korporatsiooni projekt prototüübi loomise etapis ning täieõiguslik prototüüp peaks valmis saama 5 aasta pärast. Lockheed Martini lennundusinsener Thomas McGwire ütles, et töötav prototüüp peab kavandatud projekteerimistöid tõestama. Muuhulgas peab see tagama plasma süttimise ja termotuumareaktsiooni protsessi säilimise 10 sekundi jooksul. Veel 5 aastat pärast töötava prototüübi loomist, see tähendab aastaks 2024, loodavad Ameerika insenerid toota esimese seeria CFR termotuumareaktoreid, mida saab tööstuses kasutada.
On teatatud, et varase seeria reaktorid on väikeste mõõtmetega, nii et neid saab paigutada 7x13 meetri suurustesse transporditavatesse konteineritesse. Selliste mõõtmetega, mis on termotuumasünteesi reaktorite jaoks üsna tagasihoidlikud, suudavad nad toota rekordkogust energiat: umbes 100 MW. Võttes arvesse CFR -reaktorite esimese seeria parameetreid, pole raske mõista, et Pentagon on sellesuunalisest tööst huvitatud. USA sõjavägi vajab täiustatud laser- ja mikrolainerelvade väljatöötamiseks ja täiustamiseks kompaktseid ja väga võimsaid energiaallikaid.
Samal ajal suudavad tsiviilturul sellised termotuumasünteesi reaktorid tõelise revolutsiooni esile kutsuda. Sarnase võimsusega kompaktne ja ohutu termotuumasünteesi reaktor suudab anda energiat 80 tuhandele kodule. Samal ajal on seda väga lihtne integreerida kaasaegsetesse elektrivõrkudesse (erinevalt sellistest energiaallikatest nagu päikesepaneelid ja tuuleturbiinid). Lisaks kõigele ülaltoodule on CFR peaaegu ideaalne elektrijaam paljulubavate kosmoselaevade jaoks. Uute mootorite abil, mis põhinevad CFR -il, on mehitatud kosmoselaevad võimelised Marsile palju kiiremini jõudma.
Vene teadlased ei usu ettevõtte Lockheed Martin läbimurretesse
Lisaks Lockheed Martinile tegeleb rahvusvahelise projekti teadlaste meeskond lühendiga ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor praegu aktiivselt teadusuuringutega termotuuma termotuumasünteesi valdkonnas. Nende tegevuse tulemused on praegu kaugel lennundus- ja kosmosetööstusettevõtte saavutatud edust. Sel põhjusel seatakse kahtluse alla Lockheed Martini avaldatud teabe õigsus ja see on teadusringkondades juba palju poleemikat tekitanud. Vene teadlased ei usu tegelikult avaldatud materjale.
Näiteks Venemaa ITERi agentuuri juht Anatoli Krasilnikov on avalikult teatanud, et Lockheed Martini spetsialistide väljakuulutatud teaduslik läbimurre on tegelikult tühjad sõnad, millel pole tegeliku eluga mingit pistmist. Asjaolu, et USA valmistub alustama deklareeritud mõõtmetega termotuumareaktori prototüübi loomist, tundub härra Krasilnikovile tavaline PR. Anatoli Krasilnikovi sõnul ei suuda teadus praeguses arenguetapis kavandada nii väikese suurusega ohutut ja täielikult toimivat termotuumareaktorit.
Argumendina tõi ta välja asjaolu, et täna austatud USA, Hiina, ELi riikide, Venemaa, Jaapani, India ja Lõuna -Korea tuumafüüsikud töötavad ITERi rahvusvahelise projekti kallal, kuid isegi kaasaegse teaduse parimad pead., loodan ITERilt esimese plasma saada heal juhul 2023. aastaks. Samas ei räägita isegi reaktori prototüübi mingist kompaktsusest.
Loomulikult ilmneb tulevikus võimalus väikese suurusega tehase arendamiseks, kuid seda ei juhtu lähiaastatel. Lockheed Martin ütleb, et suudab aasta pärast näidata reaktori tõelist mudelit. Ja seda on muidugi raske uskuda, arvestades, et ettevõtte insenerid töötavad sellisel tasemel projekti kallal teistest teadlastest eraldatuna. Anatoli Krasilnikov on kindel, et Lockheed Martini esindajate lubadused prototüübi näitamiseks jäävad vaid lubadusteks.
Ta märgib, et juhtivad insenerid on esimese termotuumareaktori loomisel töötanud juba üle tosina aasta ning see protsess hõlmab kohustuslikku kogemuste vahetamist. Samal ajal muutuvad paljutõotavad arengud ja arengud kättesaadavaks ka teistele teadlastele. Spetsialistide läbimurre, mille üksikasjadest keegi midagi ei teadnud, tundub olevat väga liialdatud. Tõenäoliselt ei taotle see teaduslikke, vaid kaubanduslikke eesmärke. Nad tahavad äratada tähelepanu, meelitada täiendavaid rahalisi vahendeid ja nende avaldused on reklaamikampaania.
Kurtšatovi instituudi president Jevgeni Velikihov rääkis Ameerika projektist veelgi teravamalt, kommenteerides ilmunud uudiseid sõnadega “Lockheed Martini fantaasia”. Tal puuduvad andmed Ameerika korporatsiooni spetsialistide poolt tõelise edu kohta kompaktse termotuumareaktori loomisel, mida toetaksid faktid. Jevgeni Velkihovi sõnul ei ole maailmas keegi Ameerika leiutisest informeeritud, välja arvatud Ameerika ettevõte ise, projekti olulisi tehnilisi üksikasju pole avalikustatud, kuid arutelu laine meedias on juba tõusnud.
