Компания Lockheed Martin сделает переворот в энергетике

Компания Lockheed Martin на днях раскрыла первые подробности своего уникального проекта T4 по созданию компактного и довольно мощного термоядерного реактора CFR (Dubbed the compact fusion reactor, сокращенно CFR). Уникальная технология разрабатывается в лаборатории Skunk Works, которая изначально призвана заниматься секретными военными разработками. Поэтому неудивительно, что о деталях разработки T4 до сих пор не было известно — компания Lockheed Martin сообщала о существовании данной разработки еще в 2013 году. Теперь известны и технические подробности новой системы производства электроэнергии.

Разработчики обещают показать прототип своего реактора через пять лет, а первые серийные образцы начнут работу примерно через десять лет. В отличие от современных существующих опытных термоядерных реакторов, CFR будет в 10 раз компактнее и в 20 раз мощнее, что должно сделать его лидером данного сегмента.

Современные термоядерные реакторы весьма громоздки и стоят немалых денег. Например, научно-исследовательский реактор ITER при ожидаемой мощности 500 МВт стоит порядка 50 млрд долларов, имеет высоту свыше 30 метров, а по завершении строительства будет весить около 23 тысяч тонн. Серийный реактор CFR от Lockheed Martin будет вырабатывать мощность 100 МВт, будет втрое меньше, причем настолько, что его можно будет перевозить автомобильным транспортом.

Пока что большинство конструкций термоядерных реакторов основаны на концепции старого токамака, разработанного еще советскими физиками в 1950-х годах. В них кольцо плазмы удерживается очень мощным магнитным полем, генерируемым сверхпроводящими магнитами. Еще один такой набор магнитов индуцирует токи уже внутри самой плазмы. Это происходит таким образом, что позволяет поддерживать протекающую термоядерную реакцию. Основная проблема токамаков заключается в том, что они вырабатывают чуть больше электроэнергии, чем уходит на питание самих магнитов, то есть рентабельность у них в итоге практически нулевая.Lockheed-Martin-reactor

В реакторе CFR плазма будет удерживаться полем особой геометрической формы по всему объему реакторной камеры. При этом сверхпроводящие магниты генерируют сильное магнитное поле вокруг внешней границы камеры, что исключает необходимость в точном позиционировании линий магнитного поля относительно плазмы, а сами магниты не будут находиться в активной зоне реактора. При этом будет расти объем плазмы (а следовательно и выход полученной энергии), кроме того чем сильнее плазма стремится вырваться наружу тем активнее магнитное поле будет как бы «заталкивать» ее обратно.

Реактор CFR объединяет лучшие решения, когда-либо разработанные для различных проектов термоядерных реакторов. Например, в концах цилиндрической активной зоны ректора находятся специальные магнитные зеркала, которые отражают собой значительную часть частиц плазмы. Кроме того, существует система рециркуляции, напоминающая ту, что применяется в опытном реакторе Polywell: с помощью магнитного поля она захватывает электроны и создает зоны, к которым устремляются положительно заряженные ионы. Там они сталкиваются и поддерживают постоянную термоядерную реакцию. Все это значительно повышает эффективность такого реактора.

В качестве топлива в реакторе от Lockheed Martin используются элементы дейтерий и тритий, которые вводятся в активную зону реактора в виде газа. В ходе возникающей реакции термоядерного синтеза образуется гелий-4 и освобождаются специальные нейтроны, которые в последствии нагревают стенки реактора. Затем работает классическая схема теплообменников, паровых турбин, генераторов и трансформаторов.

В настоящее время проект находится на стадии создания работающего прототипа, который будет готов примерно через пять лет. По словам авиационного инженера компании Lockheed Martin Томаса МакГвайра (ThomasMcGuire), данный прототип подтвердит работоспособность этой конструкции, в частности обеспечит зажигание плазмы и поддержание в ней контролируемой термоядерной реакции в течение 10 секунд.

Спустя пять лет после разработки прототипа, то есть примерно в 2024 году, будет изготовлена первая серия новых термоядерных реакторов CFR, пригодных для дальнейшего промышленного использования.

Реакторы более ранних серий будут небольшими, чтобы вписаться в транспортабельные контейнеры размером 7х13 метров. При таких скромных габаритах данная электростанция будет вырабатывать рекордное количество энергии — порядка 100 МВт.

Учитывая габариты первой серии CFR, нетрудно догадаться, что разработкой активно интересуются американские военные, которым всегда нужны мощные и компактные источники энергии для лазерного и микроволнового вооружения.

На гражданском рынке реакторы также произведут революцию: компактный и абсолютно безопасный термоядерный реактор, мощностью 100 МВт, сможет обеспечивать электроэнергией до 80 тысяч домов, причем он с легкостью интегрируется в современную электросеть (в отличие от ветряков и солнечных панелей). Кроме того CFR — это практически идеальная энергоустановка для космических кораблей. С помощью специальных электроракетных двигателей на основе реактора CFR пилотируемые космические корабли смогут долететь к Марсу не более чем за несколько недель.

-=GadZZillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.