IMAGE COPYRIGHT JOHN LAWRENCE
Изследователи вярват, че са намерили начин да премахнат излишната топлина, генерирана по време на реакциите на синтез. Прекомерното нагряване на материалите на реактора може просто да ги стопи, което значително ограничава времето на неговата работа.
Хипотезата е, че нова система за разсейване на топлината, напомняща донякъде на изпускателната система на автомобил, ще намали десетократно температурата. Тестове бяха проведени като част от експеримента за модернизация на ядрения синтез Mast (Mega Amp Spherical Tokamak) в Calema в Оксфордшир.
Устройството за 55 милиона английски лири влезе в експлоатация миналия октомври след 7 години на сглобяване. Ядреният синтез е опит за възпроизвеждане на процесите, протичащи в дълбините на звезди като Слънцето. Неуловим синтез Основната задача е да се получи повече енергия на изхода на реакцията на синтез, отколкото се изразходва за нейното поддържане. Това все още не е постигнато. Сега ядрената енергия се произвежда в процеса на делене на ядра от тежки елементи, като уран или плутоний, в по-леки. В процеса на делене се появяват нови, по-леки елементи и се освобождават неутрони, които подобно на фрагментите на делене имат значителна кинетична енергия.
В резултат на сблъсъците им с отломки и помежду си се отделя значително количество топлина, която хората използват. Реакцията на ядрен синтез, от друга страна, съчетава ядрата на леките елементи, като водорода, в една по-тежка. В същото време се освобождава огромно количество енергия, която физиците по света все още се опитват неуспешно да уловят и да накарат да работи.
Една от често срещаните техники на синтез е реакторът „токамак“, който използва мощни магнитни полета за управление на заредения газ – или плазма – вътре в контейнер с форма на поничка. В момента завод за термоядрен синтез се изгражда в южната част на Франция като част от международен проект, наречен ITER. Професор Ян Чапман, изпълнителен директор на за управление на атомната енергия (UKAEA), заяви, че това ще бъде от решаващо значение при демонстрирането на възможността за въвеждане на термоядрена енергия в мрежата. Професорът обаче посочва, че размерът и цената на ITER означава, че „ако всеки път, когато искате да построите термоядрен реактор, трябва да съберете тази сума пари, [проникването на енергия от синтез] на пазара ще се движи от икономиката, не от технологията“.
„По-горещо от слънцето“
Модернизацията на мачтата е един от опитите за проектиране на някакъв шаблон за по-компактни и по-евтини термоядрени реактори. Той използва иновативен дизайн – сферичен токамак – който позволява ядреното гориво да бъде изцедено в пространство с височина 4,4 метра и ширина 4 метра. За сравнение, съдържащият съд, който ITER ще използва за контрол на реакциите на синтез, е висок 11,4 емтра и широк 19,4 метра. Малкият размер на камерата на мачтата също има недостатък: „Създавате нещо по-горещо от Слънцето, но в по-малък обем. Извличането на топлина от там е голям проблем“, казва професор Чапман.
Вътре в „токамака“ плазмата достига температура от 100 милиона градуса. Без охладителна система, която да се справи с тези температури, материалите в конструкцията ще трябва да се сменят редовно, което би повлияло на работата на централата. Новата изпускателна система Super-X, която се тества във Великобритания, ще позволи на бъдещите търговски компоненти на „токамак“ да издържат много по-дълго. Тестовете на Mast показаха поне десетократно намаляване на нагряването на материала със системата Super-X. Изследователите казват, че резултатите драстично променят перспективите за термоядрени електроцентрали, които могат да осигурят достъпна и ефективна електроенергия.
Термоядреният синтез може да се превърне в чист и почти неограничен източник на енергия, което е особено важно в условията на изменението на климата. Д-р Андрю Кърк, водещ изследовател по проекта за модернизация на Mast, каза, че резултатите от експеримента са „моментът, за който нашият екип продължава да работи почти 10 години“.
„Разработихме програмата за модернизация на Mast, за да се справим с проблема с димните газове на компактните термоядрени реактори и има индикации, че сме успели. Да се сменят ключови елементи само веднъж през целия експлоатационен живот на електроцентралата“, казва Кърк. Успехът на изпускателната система за Mast ще подкрепи плановете за изграждане на прототип на термоядрена електроцентрала, наречена Step in Великобритания. Очаква се да влезе в експлоатация някъде през 40-те години на XXI век.
Редактор: ИВАЙЛО АЧЕВ
© Actualno.com
