Предоставлено: Джефф Пью для Telegraph
Отто Асунта улыбается, прослеживая световые и темные пятна на экране впереди. его, раскрывая очертания плазмы, которую он и его команда создали из природных сил Земли.
«Там, где есть свет, есть холодная плазма», — говорит старший физик Tokamak Energy. «Там ничего не видно, потому что там так жарко, что нет никакого видимого света».
Эта эфирная материя была создана не за миллионы миль на другой планете, а внутри вакуумной камеры, расположенной внизу от экранов компьютеров Асунты в промышленной зоне Оксфордшира.
Финский ученый является одним из новых факелоносцев поиска, который привлекал ученых, по крайней мере, с 1920-х годов: воспроизвести процесс, который питает солнце, чтобы помочь питать землю.
Потенциал получения обильной чистой энергии из этого процесса ядерного синтеза означает, что он долгое время считался чем-то вроде святого Грааля, а усилия по воспроизведению и коммерциализации процесса теперь получили дополнительный импульс благодаря стремлению заменить ископаемое топливо и сократить глобальное потепление.
«Мы должны, верно?» — говорит Асунта, выпускник финского университета Аалто, который до сих пор посвятил свою карьеру усилиям Tokamak Energy по решению этой проблемы.
Это будет нелегко. Ядерный синтез происходит естественным образом на Солнце, потому что температура настолько высока, что атомы водорода сталкиваются друг с другом, высвобождая в процессе гелий и массы энергии. Однако достижение таких температур на Земле и контроль результата невероятно сложны и энергоемки.
Токамак, созданный Оксфордской исследовательской лабораторией термоядерного синтеза в Калхэме, основан на подходе, восходящем к 1940-м годам, с использованием мощных магнитных полей и электрических токов силой 250 000 ампер в устройстве «токамак», защищенном взрывоопасными стенками внутри. его база.
Однако, несмотря на все проблемы, шквал прогресса в последние месяцы породил надежды на то, что отрасль может двигаться вперед после десятилетий ошеломляющих темпов благодаря значительным достижениям в Великобритании.
В феврале ученым европейского проекта JET под Оксфордом удалось использовать термоядерный синтез для получения 59 мегаджоулей энергии — незначительное количество, способное вскипятить около шестидесяти чайников, но шаг вперед на долгом пути к коммерческой ядерной энергии. слияние.
Термоядерный реактор Токамак
«Если мы можем поддерживать термоядерный синтез в течение пяти секунд, мы можем сделать это в течение пяти минут, а затем и пяти часов», — сказал в то время Тони Донн, программный менеджер группы Eurofusion, ответственной за исследования JET.
После достижения температуры 15 миллионов градусов по Цельсию в 2018 году Токамак преодолел порог термоядерного синтеза в 100 метров по Цельсию в марте. Тем временем в прошлом месяце компании First Light Fusion из Оксфорда удалось осуществить термоядерный синтез, пойдя по немагнитному пути.
Вместо этого First Light Fusion спровоцировала реакцию, использовав 22-метровую газовую пушку для выстрела 100-граммовым снарядом со скоростью 6,5 км в секунду — примерно в 20 раз превышающей скорость звука — по шарику, содержащему тритий и дейтерий.
Обе частные компании находятся на стадии измерения своих реакций с точки зрения производимых нейтронов, а не используемой энергии, при этом Токамак заявляет о гораздо большем прогрессе в этом отношении по сравнению с First Light.
Они скажем, прогресс становится быстрее и дешевле: токамак достигает 100 миллионов градусов по Цельсию за пять лет при стоимости 50 миллионов фунтов стерлингов.
Компании пользуются растущим интересом инвесторов к этому сектору: First Light Fusion недавно привлекла 45 миллионов долларов (36 миллионов фунтов стерлингов) от спонсоров, включая китайского гиганта Tencent. Покровителями Токамака являются инвестиционный гигант Legal & Генерал и соковый магнат Capri-Sun Ханс-Питер Вильд.
Однако вопрос о том, выйдет ли термоядерный синтез из области экспериментальной физики в холодную и суровую реальность коммерческого производства энергии, остается открытым.
Ни одному термоядерному проекту еще не удалось получить больше энергии от реакции, чем требуется для запуска реакции: так называемое отношение добротности. Для просто безубыточности Q должно равняться единице.
Наилучшее, что было достигнуто на данный момент, это Q 0,7. Чтобы перейти к коммерческому термоядерному синтезу, коэффициент Q, вероятно, должен быть в пределах 20 или 20, говорит Крис Келсолл, исполнительный директор Токамака, который отвечает за то, чтобы направить его к своей цели — пилотной электростанции в 2030-х годах.
Нанятый в качестве финансового директора в 2020 году после разнообразной карьеры, в том числе в области разведки нефти, добычи полезных ископаемых и водородных топливных элементов, он занял ведущую роль после того, как Джонатан Карлинг ушел в отставку в прошлом году по личным причинам.
«Часть моей роли как специалиста широкого профиля заключается в том, чтобы обеспечить оптимальную интеграцию наших специалистов и отсутствие ограничений на их эффективность», — говорит Келсолл.
«Я должен разблокировать эту эффективность, а также составить план на среднесрочную и долгосрочную перспективу. Существует ряд показателей температуры, плотности плазмы и других поведенческих характеристик, которые необходимо оптимизировать в течение длительных периодов времени.
«Мы должны соблюдать очень тщательный баланс между чрезмерной фокусировкой нашей технологической дорожной карты на одном этапе в ущерб пренебрежению всеми остальными».
Внутри токамака Авторы и права: Джефф Пью для Telegraph
Достигнув временных рамок 100 м по Цельсию, Токамак продолжает работу по улучшению конструкции своего токамака, который уже меньше других и использует сферическую конструкцию, которая, по словам боссов, более эффективна и дешевле. Следующий будет основываться на достижениях в области сверхпроводников за последнее десятилетие.
«Это [достижения] изменило правила игры для термоядерного синтеза, потому что теперь вы можете получать гораздо более сильные токи через гораздо более сильные магниты», — говорит Келсолл. В этом году Токамак будет искать новые международные инвестиции, поскольку он продвигает свои планы.
Асунта дает отпор скептикам в отношении потенциала технологии. «У меня нет сомнений, что это будет [успешно]», — говорит он. «Я действительно считаю, что это путь вперед и то, к чему мы должны стремиться», — говорит он.
Важнейшее соотношение Q не обязательно является проблемой, добавляет он. «Нам нужны более крупные устройства, нам нужны более мощные устройства, и нам нужно больше опыта. Но мы на пути. В нашей природе мы всегда смотрим на мир, думая, какую следующую проблему мы можем решить».
Свежие комментарии