MIT приєднується до розробки технологій термоядерного синтезу

Массачусетський технологічний інститут приєднується до розробки найбільш перспективної технології генерації чистої енергії – термоядерного синтезу. Якщо проект виявиться успішним, світ нарешті отримає доступ до майже невичерпного джерела енергії.

Дослідники з MIT повідомили про початок співпраці з новоствореною (менеджерами з MIT) компанію над технологією, яка за 15 років має відкрити людству шлях до енергії синтезу атомних ядер.

Компанії Commonwealth Fusion Systems (CFS) вже вдалось залучити у спільний проект $50 млн доларів. Очікується, що  така кооперація дозволить дослідникам перейти до “нового покоління експериментів з синтезу та електростанцій, які будуть спиратися на досягненнях у галузі високотемпературних надпровідників“.

Іншими словами, дослідники з MIT та CFS сподіваються здійснити революцію у надпровідниках – ключовому елементі збільшення сили магнітних полів, необхідних для утримання плазми у термоядерних реакторах типу “токамак“.

Наближення термоядерного синтезу

Термоядерний синтез у всіх сенсах кращий за процес ядерного поділу, який використовують усі сучасні атомні електростанції на планеті.

Саме ядерний синтез підтримує життя нашого Сонця та інших зір у всесвіті. Легкі елементи, зокрема водень, зіштовхуються один з одним під дією неймовірного тиску, щоби утворити важчі елементи, такі як гелій. Побічний продукт цього зоряного процесу – величезна кількість енергії.

Термоядерний реактор JET
Камера Європейського експериментального термоядерного реактора JET в Оксфорді, 2010 рік. Джерело: CCFE / JET

Тепло, яке утворюється від синтезу, може завиграшки розігріти газ до декількох сотень мільйонів градусів за Цельсієм. І якби ми мали можливість повною мірою використати це тепло, ми б отримали найдосконаліший на планеті генератор “чистої” електричної енергії. Але, звісно, здійснити на Землі те, що вдається Сонцю, виявилося не так просто.

Науковці намагалися створити повноцінний термоядерний реактор, починаючи з 40-х років минулого століття. За цей час було збудовано чимало експериментальних термоядерних реакторів, але залишалась головна проблема – вони генерували енергію, достатню лише для підтримки самої плазми.

Однак “токамаки” виявилися досить перспективними, оскільки їхня тороїдальна форма (бублик) дозволяла фізикам ефективно керувати магнітними полями, які запобігали контакту розжареної плазми та стінок камери реактора.

Найпотужніші надпровідні магніти

У MIT є дещо, що потенційно може значно наблизити еру термоядерних реакторів – напрацювання у галузі високотемпературних надпровідників.

У MIT сподіваються перетворити зразки промислових надпровідників у електромагніти для термоядерного реактора за три роки. Джерело: Bryce Vickmark

“Якщо у MIT здатні зробити те, про що вони говорять, – а я не маю підстав вважати, що вони не зможуть – це великий крок уперед,”

розповів Стівен Дін, керівник юридичної фірми Fusion Power Associates в Гейтерсбурзі, штат Меріленд.

Високотемпературні надпровідники, які не потребуватимуть екстремально низьких температур для своєї роботи, є безцінними з точки зору нової промислової революції. З ними термоядерні реактори можуть стати компактнішими та доступнішими для виробництва. Це також стосується міжнародного проекту ITER, який все ще розбудовується на півдні Франції.

Отримання плазми на експериментальному термоядерному реакторі ST40 компанії Tokamak Energy.

Мета CFS – створити компактний пристрій, який буде генерувати 100 мільйонів ватів або 100 Мегаватів енергії синтезу. Якщо їм це вдасться, інженери зможуть перейти до першого повномасштабного промислового прототипу електростанції з реактором ядерного синтезу вже за 10-20 років. А це прямий шлях до енергетики з мінімальними викидами парникових газів, яка зможе задовольнити енергетичні потреби людства у майбутньому.

Як стверджують у MIT, їхній проект також зможе зробити свій внесок в розвиток міжнародного експериментального термоядерного реактора ITER.

Наука нам допоможе…

Nature (2018), doi: 10.1038/d41586-018-02966-3

Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Валентин Солонечний
  • 52 записів
  • 0 дописів
Засновник Science Ukraine, науковий журналіст та популяризатор науки. Слідкує за розвитком гравітаційної астрономії, ДНК-медицини та термоядерного синтезу. Підтримує позитивізм та гуманне ставлення до природи.