Александр Пересвет (a_pereswet) wrote,
Александр Пересвет
a_pereswet

Lockheed Martin ускоряет работу над компактным термоядерным реактором

Оригинал взят у 5cek в Lockheed Martin ускоряет работу над компактным термоядерным реактором

Американская компания Lockheed Martin – крупнейшее предприятие ВПК в мире – ускоряет темпы работы над революционным проектом компактного реактора термоядерного синтеза (CFR, Compact Fusion Reactor), передаёт Defense News. Программа также известна по названиям High Beta Fusion Reactor и 4th generation prototype T4 (прототип четвёртого поколения T4).

Об активизации работы заявил во время выступления перед Атлантическим советом Роб Вайс, вице-президент и генеральный менеджер Программы продвинутых разработок Lockheed Martin, более известной по неофициальному названию "Сканк Уоркс" (Skunk Works). Это подразделение занимается секретными проектами. По словам Вайса, работа идёт активно и вошла в новую стадию. В связи с этим четыре месяца назад компания значительно увеличила финансирование. Вайс сообщил, что получена тестовая плазма – в настоящий момент специалисты занимаются повышением её температуры. Это большой успех и значительная веха в истории программы. При этом испытывается разработанная Lockheed Martin концепция конфайнмента плазмы, благодаря которой CFR будет беспрецедентно компактным и экономичным – в отличие от огромных и дорогостоящих "токамаков", изобретённых советскими учёными в 1950-е годы и использующихся в большинстве систем термоядерного синтеза.

Впервые проект реактора CFR был представлен 7 февраля 2013 года на форуме центра Solve for X, созданного компанией Google для представления и обсуждения радикальных инновационных идей в области передовых технологий. Тогда же началась кампания по привлечению партнёров, инвестиций и научных кадров.


Без малейшего преувеличения, разработка Lockheed Martin способна полностью изменить цивилизацию: в перспективе компактные термоядерные реакторы будут использоваться гражданскими и военными самолётами и морскими судами, космическими кораблями, применяться для энергоснабжения городов и опреснения воды. В то же время, как нетрудно догадаться, эксплуатация таких реакторов несёт и определённые риски, связанные с возможными авариями и нанесением ущерба окружающей среде, а также в случае получения технологии соперниками и врагами США, включая террористические организации. Как бы то ни было, компания считает, что преимущества использования компактного термоядерного реактора перевешивают потенциальные опасности. Мировые потребности в энергии постоянно возрастают – и в гражданской сфере, и в военной, и CFR призван их удовлетворить.

По утверждению разработчиков, компактный термоядерный реактор будет безопаснее, чище и мощнее, чем современные крупные ядерные системы, полагающиеся на деление – процесс расщепления атомов.


Не исключено, что со временем будет возрождена концепция больших самолётов на ядерной энергии. Данная идея выдвигалась ещё полвека назад, но не была реализована из-за опасностей и трудностей, связанных с реакторами ядерного деления. В случае воплощения концепции в жизнь, самолётам практически не придётся заправляться.

Если Skunk Works удастся добиться ещё большего уменьшения размеров реактора, CFR может быть установлен на самолёты-истребители, а полученная энергия будет использоваться "футуристическим" направленным оружием и разнообразными сенсорами.

В процессе термоядерного синтеза лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые. На протяжении десятилетий учёные разных стран занимались разработкой технологий, которые позволили бы использовать управляемый термоядерный синтез (УТС) как источник энергии – по сути, практически неисчерпаемый, так как топливом будет служить водород, запасы которого на Земле почти неограниченны.


Все проекты в области УТС пока что не продвинулись дальше экспериментальной стадии. При этом энергия взрывного (неуправляемого) термоядерного синтеза лежит в основе действия термоядерного оружия.

Два года назад, 15 октября 2014 года, Lockheed объявила о технологическом прорыве: было заявлено, что, благодаря успехам в области УТС, компактный источник "мирной" термоядерной энергии будет создан специалистами компании в течение десяти лет.

Согласно первому обнародованному плану, компания намерена построить 100-мегаваттный реактор размером 2,5 на 3 метра. По величине он будет сопоставим с обычным реактивным двигателем и сможет поместиться в кузове грузовика, а его мощности будет достаточно для энергоснабжения 100-тысячного города.

По мнению специалистов Skunk Works, CFR благодаря компактности его конструкций удастся построить намного быстрее и дешевле крупных термоядерных реакторов, подобных Joint European Torus и ИТЭР. Конфигурация High Beta Fusion Reactor была разработана командой специалистов под руководством Чарльза Чейза.

В CFR ядерный синтез реализуется путём удаления электронов из атомов двух изотопов водорода: трития и дейтерия, – и слияния полученных таким образом атомных ядер. Полученная плазма удерживается в компактном пространстве.

После этого её нагревают для ускорения движения ядер. Его необходимость обусловлена преодолением электростатического отталкивания: ведь оба ядра положительно заряжены.

В этом процессе, при достаточно высокой скорости сталкивающихся ядер, синтезируется гелий-4 и высвобождаются высокоэнергетичные нейтроны, переносящие кинетическую энергию через ограничивающие магнитные поля. Благодаря нейтронам нагреваются стенки реактора, приводящие в движение турбинные генераторы с помощью обычных теплообменников.

Небольшое количество дейтерия и трития сопоставимо по своей производительности с обычным ядерным реактором. При этом не остаётся ядерных отходов, а риски, связанные с опасным излучением, значительно уменьшаются.

В CFR предусматривается удержание плазмы с помощью магнитного зеркала. Магнитные поля высокой плотности отражают движущиеся частицы внутрь, в область низкой плотности магнитных полей.

Одна из главных инноваций CFR – использование сверхпроводящих магнитов, которые, в отличие от обычных, создают сильные магнитные поля при значительно меньших затратах энергии.

В проекте CFR, в отличие от "токамаков", не предусматривается чистого тока – это, по мнению специалистов Lockheed, устранит основной источник неустойчивости плазмы.

Томас МакГуайр, главный конструктор и технический руководитель группы разработчиков High Beta Fusion Reactor, заинтересовался термоядерным синтезом, когда учился в аспирантуре: он был одержим идеей создания двигателей, которые позволят людям быстро добираться до Марса. И не исключено, что благодаря CFR его мечта осуществится уже в достаточно близком будущем.


Tags: Наука
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments