Правительство Британии объявило о намерении построить прототип реактора для производства термоядерной энергии

6 декабря, 2020 - 19:43

Термоядерная энергия была священным граалем ученых и инженеров с 1940-х, и настолько же недосягаемая. Еще в 50-х разработчики прогнозировали запуск реакторов лет через 25, и с тех пор этот прогноз не менялся. Власти Великобритании намерены добиться этой цели в 2040, построив прототип реактора для производства термоядерной энергии. На проект уже выделено более £400 млн, а теперь объявлен конкурс на лучшее место размещения экспериментального токамака.

Все современные атомные электростанции работают по принципу деления атомов урана или плутония с высвобождением энергии. Синтез работает наоборот — изотопы водорода под действием чрезвычайно высоких температур и давления объединяются с атомами гелия, выделяя гораздо больше энергии, чем при расщеплении.

В лабораторных условиях контролируемая термоядерная реакция достигается относительно легко, но сделать ее экономически выгодным источником энергии оказалось невероятно трудно. Загвоздка в том, что для запуска реакции уходит намного больше энергии, чем вырабатывается в итоге.

Проект STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) создан в рамках новой природоохранной политики правительства Великобритании, пишет New Atlas. Предложения о размещении прототипа коммерческого токамака комиссия будет принимать от регионов и областей страны до конца марта 2021. Они должны содержать сведения о том, как кандидаты планируют обеспечить проект социальными, коммерческими и техническими условиями, водой и электричеством.

Как во Франции и США, в Британии собираются построить токамак — реактор, использующий магнитные поля для удержания и сжатия ионизированного газа дейтерия и трития в тороидальном кольце, пока они не дадут гелий.

Пока проект находится на этапе разработки концепции. На его развитие Исследовательский институт атомной энергии Британии выделил £222 млн, плюс еще £184 млн на создание новых станций, инфраструктуры и системы профессионального образования в Национальной лаборатории термоядерного синтеза CCFE.

Окончательный вариант концепции должен быть завершен к 2024, затем должна начаться фаза технического проектирования, а все разрешения должны быть получены к 2032. Станция термоядерного синтеза должна вступить в эксплуатацию в 2040.

«Для достижения этой амбициозной цели потребуется все мастерство и все усилия британский науки и техники, и мы надеемся в предстоящие годы на сотрудничество с партнерами по индустрии, которые будут не только инвестировать, но и окажут поддержку в технической разработке программы», — сказал глава Института атомной энергии профессор Йен Чапмен.

Возможность создания экономически выгодного реактора термоядерного синтеза маячит на горизонте, но все никак не приближается. Ученые обещают, что через 20 лет ситуация изменится, но время идет, а прогноз остается все тем же. Несколько проектов с миллиардным бюджетом — стелларатор Wendelstein 7-X Института Макса Планка или токамак ITER во Франции — медленно продвигаются вперед. В основном они делают ставку на изотопы водорода — дейтерий и тритий — которые требуют достижения чрезвычайно высоких температур: до 15 млн градусов Цельсия.

Проект HB11 отличается от них. Ученые отказались от редких, радиоактивных и сложных видов топлива вроде трития. Вместо этого они используют водород и бор B-11, а также особые лазеры, которые и запускают реакцию синтеза, пишет New Atlas.

Компания HB11 Energy, некогда основанная выпускниками Университета Нового Южного Уэльса, подала в Японии, Китае и США пачку заявок на патенты, которые должны защитить ее изобретение — уникальный метод выработки термоядерной энергии. Теперь моделирование нужно проверить полноценным реактором. Успех будет означать революцию в методе запуска термоядерного синтеза.