За последние несколько лет стартапы в сфере термоядерной энергетики привлекли значительное внимание и инвестиции. Но запуск крупнейшего в мире термоядерного реактора в Японии показывает, что долгосрочные государственные проекты по-прежнему имеют преимущество.
На прошлой неделе ученые, работающие над экспериментальным реактором JT-60SA в Национальном институте квантовой науки и технологий в городе Нака, достигли «первой плазмы» . По сути, это означает, что машина была успешно включена, но до проведения значимых испытаний или выработки какой-либо мощности еще далеко.
Тем не менее, это важная веха для реактора, призванного проложить путь для гораздо более крупного реактора ИТЭР, строящегося во Франции, который, как ожидается, станет первым в своем роде, который будет генерировать больше энергии, чем потребляет. Оба проекта являются частью соглашения 2007 года, заключенного между Японией и ЕС о сотрудничестве в области термоядерных исследований, а уроки, извлеченные из эксплуатации JT-60SA, будут определять развитие ИТЭР.
Реактор имеет хорошо зарекомендовавшую себя конструкцию, известную как токамак, которая представляет собой камеру в форме пончика, окруженную спиральными сверхпроводящими магнитами. Эти магниты используются для создания мощных магнитных полей, способных удерживать чрезвычайно горячее облако ионизированного газа, известное как плазма. В этом случае плазма состоит из водорода и его изотопа дейтерия.
Когда температура становится достаточно высокой, атомы плазмы сливаются вместе, генерируя огромное количество энергии в виде излучения и тепла. Он поглощается стенками реактора и используется для превращения воды в пар, который может привести в движение турбину для выработки электричества.
JT-60SA имеет высоту 15,5 метров и может вместить 135 кубических метров плазмы, что делает его крупнейшим токамаком, построенным на сегодняшний день, но ему еще далеко до того, чтобы функционировать в качестве электростанции. Как и в случае с его предшественниками, для достижения термоядерного синтеза потребуется значительно больше энергии, чем генерирует реакция.
Но новый реактор не должен достичь энергетической самоокупаемости. Его миссия — стать испытательным стендом для ИТЭР, который в настоящее время строится в Кадараше на юге Франции, помогая исследовать стабильность плазмы и то, как она влияет на выходную мощность. ИТЭР будет почти в два раза выше JT-60SA и способен вместить 830 кубических метров плазмы.
Ожидается, что после того, как ИТЭР будет полностью запущен и запущен, он будет генерировать 500 мегаватт энергии из своей плазмы, используя при этом только 50 мегаватт для ее нагрева. Он не предназначен для выработки электроэнергии из этой энергии, но достижение такого рода прироста энергии станет решающей вехой на пути к коммерческим термоядерным электростанциям.
Ожидается, что реактор JT-60SA выйдет на полную мощность в ближайшие два года, а ИТЭР планирует вывести первую плазму к 2025 году и полностью ввести в эксплуатацию к 2035 году. Но оба проекта столкнулись со значительными задержками, и им приходилось регулярно обновлять свои сроки, что способствовало развитию термоядерного синтеза. репутация власти как технологии, которая всегда будет существовать через 20 лет.
Тем временем появилось новое поколение стартапов в области термоядерной энергетики с гораздо более агрессивными графиками. Такие компании, как Commonwealth Fusion Systems, полагают, что они смогут запустить работающую термоядерную электростанцию к началу 2030-х годов, а Helion Energy подписала соглашение о покупке энергии с Microsoft, чтобы начать поставлять электроэнергию уже в 2028 году.
Эти компании делают ставку на то, что смогут обогнать более громоздкие государственные инициативы, которые на протяжении десятилетий развивались медленно и стабильно. Пока неизвестно, осуществятся ли эти амбициозные цели, и стоит помнить, что единственным учреждением, позволяющим достичь чистого прироста энергии в реакции термоядерного синтеза, является Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса.
Но наличие как частных, так и государственных инвестиций в термоядерную энергетику может быть только полезным. Чем больше людей работает над проблемой, тем быстрее она будет решена.
No comments:
Post a Comment