Det amerikanske laboratorium Skunk Works i 2024 forbereder at præsentere en serieversion af en termonuklear reaktor, som teoretisk set kan ændre ansigtet på al moderne energi i verden. Det rapporteres, at den nye 100 MW lastbilstørrelsesfusionsreaktor vil være nyttig både på vores planet og i rummet. Det amerikanske firma Lockheed Martin har for nylig afsløret detaljerne i sit nye T4 -projekt om at udvikle en kraftfuld og kompakt fusionsreaktor CFR (kaldet den kompakte fusionsreaktor). Det rapporteres, at denne gennembrudsteknologi er ved at blive skabt på Skunk Works -laboratoriet, der har specialiseret sig i hemmelige militære udviklinger. Derfor er det ikke overraskende, at der ikke var kendt noget om projektet så længe.
Først i 2013 åbnede virksomheden hemmeligholdelsens slør over sit T4 -projekt og fortalte om dets eksistens. Nu er offentligheden blevet opmærksom på nogle af detaljerne vedrørende det nye energisystem. Lockheed Martin lover, at den færdige prototype af den nye reaktor vil blive fremstillet af dem om 5 år, og de første produktionsprøver begynder at virke om et årti. Det rapporteres, at CFR -reaktoren i modsætning til moderne prototyper af fusionsreaktorer vil være 20 gange kraftigere og 10 gange mere kompakt.
Lockheed Martin Corp. har eksperimenteret med atomteknologi bag lukkede døre i de sidste 60 år, men har nu besluttet at offentliggøre dem for at tiltrække offentlige og private partnere. Det er værd at bemærke, at eksperter forbinder denne "hobby" hos en af de største leverandører af Pentagon med alternativ energi med, at USA er engageret i at reducere militære udgifter.
I øjeblikket er Lockheed Martin Corporation en af de største virksomheder i verden, der har specialiseret sig i produktion af en række militær- og rumfartsudstyr. Virksomheden beskæftiger over 113 tusinde mennesker, og salget alene i 2013 blev anslået til 45,4 milliarder dollar. Siden midten af 2000'erne har Lockheed Martin arbejdet på udviklingen af Orion genanvendelige rumfartøjer, som ville transportere mennesker og gods til ISS, Månen og muligvis den Røde Planet i fremtiden.
At udstyre et rumfartøj med en kompakt termonuklear installation er en temmelig fristende idé. På samme tid er moderne atomreaktorer ret dyre og omfangsrige i størrelse. For eksempel koster det mest berømte projekt på dette område, ITER -forsknings- og udviklingsprojektet, med en forventet kapacitet på 500 MW, cirka 50 milliarder dollars. Samtidig har den en højde på mere end 30 meter, og efter konstruktionens afslutning vejer den 23.000 tons. Samtidig kan seriereaktoren fra Lockheed Martin -selskabet transporteres ad vej.
Indtil nu er de fleste designs af fusionsreaktorer baseret på principperne for en tokamak, som blev udviklet af sovjetiske fysikere i 1950'erne. I reaktorer af denne type holdes plasmaringen sammen af et kraftigt magnetfelt genereret af superledende magneter. Et andet sæt magneter er ansvarlig for at inducere strøm inde i selve plasmaet og for at opretholde en termonuklear reaktion. Problemet med tokomaks er, at de ikke producerer meget mere energi, end der bruges på at drive de anvendte magneter, deres rentabilitet har en tendens til nul.
I CFR -reaktoren foreslået af Lockheed Martin er plasmaet indeholdt ved hjælp af en særlig geometrisk form i hele reaktorkammerets volumen. Superledende magneter bruges også i CFR, men de genererer et magnetfelt omkring kammerets yderkant, så det er ikke nødvendigt at placere magnetfeltlinjerne i forhold til plasmaet præcist nok, og disse magneter er selv uden for grænserne for kernen. Dette øger plasmaets volumen (deraf energiproduktionen). Og jo mere plasmaet forsøger at komme ud, jo mere forsøger magnetfeltet at bringe det tilbage.
Det rapporteres, at reaktoren bør kombinere de bedste løsninger, der er blevet skabt til forskellige projekter af fusionsreaktorer. For eksempel er der i enderne af en cylindrisk reaktorkerne særlige magnetiske spejle, der kan reflektere en væsentlig del af plasmapartiklerne. Derudover blev der oprettet et recirkulationssystem, der ligner det, der blev brugt i Polywell pilotreaktoren. Dette system, ved hjælp af et magnetfelt, fanger elektroner og skaber zoner, hvor positive ioner skynder sig ind. Her kolliderer de med hinanden og opretholder en kontinuerlig proces med termonuklear reaktion. Alt dette øger reaktorens effektivitet betydeligt.
Forenklet skematisk af Skunk Works -reaktoren
Som brændstof i reaktoren fra Lockheed Martin er det planlagt at bruge tritium og deuterium, som placeres i reaktorkernen i form af gas. I løbet af den termonukleære fusionsreaktion dannes helium-4, og elektroner frigives, som er ansvarlige for opvarmning af reaktorens vægge. Ydermere træder den traditionelle ordning med damprør og varmevekslere i drift.
I øjeblikket er det amerikanske luftfartsselskabs projekt i gang med arbejdet med at oprette en prototype, og en fuldgyldig prototype skulle være klar om 5 år. Lockheed Martin luftfartsingeniør Thomas McGwire sagde, at en fungerende prototype skulle bevise de foreslåede designværker. Det skal blandt andet sikre antændelse af plasmaet og vedligeholdelse af den termonukleære reaktionsproces i 10 sekunder. Yderligere 5 år efter oprettelsen af en fungerende prototype, det vil sige i 2024, forventer amerikanske ingeniører at producere den første serie af CFR termonukleare reaktorer, der kan bruges i industrien.
Det rapporteres, at reaktorerne i den tidlige serie vil have små dimensioner, så de kan placeres i transportable containere på 7x13 meter. Med sådanne dimensioner, som er ganske beskedne for fusionsreaktorer, vil de være i stand til at producere en rekordmængde energi: ca. 100 MW. Under hensyntagen til parametrene for den første serie af CFR -reaktorer er det ikke svært at forstå, at Pentagon er interesseret i arbejde i denne retning. Det amerikanske militær har brug for kompakte og meget kraftfulde energikilder til at udvikle og forbedre avancerede laser- og mikrobølgevåben.
På det civile marked kan sådanne fusionsreaktorer på samme tid skabe en reel revolution. En kompakt og sikker fusionsreaktor med lignende effekt vil kunne levere energi til 80 tusinde hjem. På samme tid vil det være meget let at integrere det i moderne elektriske netværk (i modsætning til energikilder som solpaneler og vindmøller). Ud over alt det ovenstående er CFR et næsten ideelt kraftværk til lovende rumfartøjer. Ved hjælp af nye motorer baseret på CFR vil bemandede rumfartøjer kunne nå Mars meget hurtigere.
Russiske forskere tror ikke på Lockheed Martin -virksomhedens gennembrud
Ud over Lockheed Martin er et team af forskere fra et internationalt projekt under forkortelsen ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor i øjeblikket aktivt engageret i forskning inden for termonuklear fusion. Resultaterne af deres aktiviteter er i øjeblikket langt fra de bebudede succeser, som luftfartsvirksomheden har gjort. Af denne grund betvivles rigtigheden af de oplysninger, Lockheed Martin har frigivet, og har allerede skabt megen kontrovers i det videnskabelige samfund. Russiske forskere tror ikke rigtigt på det publicerede materiale.
For eksempel har chefen for det russiske ITER -agentur, Anatoly Krasilnikov, offentligt udtalt, at det videnskabelige gennembrud, som Lockheed Martin -specialister annoncerede, faktisk er tomme ord, der ikke har noget med det virkelige liv at gøre. Det faktum, at USA forbereder sig på at begynde at oprette en prototype af en termonuklear reaktor med de deklarerede dimensioner, synes hr. Krasilnikov som almindelig PR. Ifølge Anatoly Krasilnikov er videnskaben på det nuværende udviklingsstadium ikke i stand til at designe en sikker og fuldt fungerende termonuklear reaktor af så lille størrelse.
Som et argument citerede han det faktum, at ærede atomfysikere i dag fra USA, Kina, EU -landene, Rusland, Japan, Indien og Sydkorea arbejder på det internationale ITER -projekt, men selv de bedste videnskaber i moderne videnskab, samlet, håber at få det første plasma fra ITER i bedste fald inden 2023. Samtidig er der endda ikke tale om nogen kompakthed af reaktorens prototype.
Naturligvis vil muligheden for at udvikle et lille anlæg i fremtiden blive tydelig i fremtiden, men det sker ikke i de næste par år. Hvorimod Lockheed Martin siger, at det vil være i stand til at vise en reel model af reaktoren om et år. Og det er selvfølgelig svært at tro, da virksomhedens ingeniører arbejder på et projekt på dette niveau isoleret fra andre forskere. Anatoly Krasilnikov er overbevist om, at Lockheed Martin -repræsentantenes løfter om at vise en prototype fortsat vil være løfter.
Han bemærker, at førende ingeniører har arbejdet med oprettelsen af den første termonukleare reaktor i mere end et dusin år, og denne proces indebærer en obligatorisk erfaringsudveksling. Samtidig bliver lovende udvikling og udvikling tilgængelig for andre forskere. Specialisternes gennembrud, om detaljerne, som ingen vidste noget om, synes at være meget overdrevet. Mest sandsynligt forfølger det ikke videnskabelige mål, men kommercielle. De vil tiltrække opmærksomhed, tiltrække yderligere økonomiske ressourcer, og deres udsagn er en reklamekampagne.
Evgeny Velikhov, formand for Kurchatov Institute, talte endnu mere skarpt om det amerikanske projekt og kommenterede den nyhed, der dukkede op med ordene "Lockheed Martins fantasi". Han har ikke oplysninger om nogen reel succes med oprettelsen af en kompakt termonuklear reaktor af specialisterne i det amerikanske selskab, som ville blive understøttet af fakta. Ifølge Evgeny Velikhov er der ingen i verden, der er informeret om den amerikanske opfindelse, bortset fra det amerikanske selskab selv, er der ikke afsløret betydelige tekniske detaljer om projektet, men diskussionsbølgen i medierne er allerede steget.
