Комерційний «термояд»? Так, і вже незабаром!

Великобританія шукає місце для побудови першої в світі комерційної термоядерної електростанції

Сферичний токамак для виробництва енергії (STEP) буде розроблено для забезпечення енергією та створення центру досліджень термоядерної енергії та супутніх галузей. Британський уряд наразі підшуковує місце для побудови та повного введення STEP в експлуатацію до 2040 року.

Як повідомлялося в публікації журналу AW-Therm #5-2021 «Перспективи «зелених» енергетичних технологій» за даними звіту Energy Transition Outlook 2021, поява малих комерційних термоядерних та ядерних реакторів – це осяжна перспектива до 2030-40 рр., до того ж малі ядерні та термоядерні установки вбачаються непоганою альтернативою вуглеводневій генерації. Ця технологія входить в перелік 10-ти пріоритетних напрямків розвитку глобальної енергетики, які допоможуть здійснити перехід до повністю «зеленої» генерації.

Якщо ви думаєте, що все звучить дуже амбітно, ви маєте рацію. Енергія термоядерного синтезу була «святим граалем» вчених та інженерів ще з 1940-х років і приблизно так само невловимим. У 1950-х роках існували прогнози, що термоядерні електростанції введуть в експлуатацію через 25 років, і з тої пори вони завжди були на 25 років у майбутньому. Проблема в тому, що, хоча реакцію керованого синтезу досить легко виробляти в лабораторії, перетворити її на практичне джерело енергії виявилося надзвичайно важко.

Усі сучасні атомні електростанції працюють за концепцією розщеплення, коли важкі атоми, такі як уран і плутоній, для вивільнення енергії розщеплюються на дрібніші атоми, утворюючи інші більш легкі елементи. Реактор за технологією синтезу працює в протилежному напрямку. Він заснований на тому, щоб отримати атоми ізотопів водню і нагріти їх до температури, що в 10 разів перевищує температуру в ядрі Сонця, за рахунок їх стискання потужним магнітним полем, що змушує водень зливатися разом і утворювати атоми гелію, вивільняючи набагато більше енергії, ніж реакція поділу атомних ядер.

Проблема в тому, що для запуску реакції синтезу поки що було потрібно більше енергії, ніж вона вивільнює. Але з розвитком технологій цю перепону було подолано. Практичний термоядерний реактор, навіть дуже неефективний, здійснив би революцію в розвитку цивілізації.

Замість того, щоб забруднювати довкілля викидами від викопного палива або мати справу зі змінюваними джерелами, такі як сонце та вітер, термоядерний реактор працюватиме на водні, який є найбільш поширеним елементом у Всесвіті. Це було б за своєю сутністю безпечним джерелом енергії, яке має нульові викиди, виробляє лише низькоактивні ядерні відходи у відносно невеликих кількостях і його можна було б масштабувати, що започаткувало би епоху енергетичного достатку, який навіть важко уявити. Наразі серед усіх конструктивних пропозицій найбільш розвинутою є концепція реакторів за схемою «токамак» (тороїдальна камера з магнітними котушками), див. рис. 1, де утримується високотемпературна плазма.

Зображення комерційна термоядерна електростанція

Рис. 1. Реактор термоядерного синтезу за проектом STEP

Уряд Великобританії в рамках нової екологічної політики ще у 2020 р. оголосив конкурс STEP і звернувся до місцевих та регіональних громад з пошуку пропозицій щодо локалізації термоядерного реактора. Наразі STEP перебуває на стадії ескізного проекту, на що виділено 222 мільйони фунтів стерлінгів (296 мільйонів доларів США) на проектні роботи через Управління з атомної енергії Великобританії, а також ще 184 мільйони фунтів стерлінгів (248 мільйонів доларів США) до 2025 року на нові об’єкти термоядерного синтезу, інфраструктуру та підтримку Наукового центру Калхем в Оксфордширі. Очікується, що ескізний проект буде завершено до 2024 р., потім буде створено детальний робочий інженерний проект, а необхідні юридичні дозволи та згоди будуть забезпечені до 2032 року, а повністю термоядерну електростанцію буде введено в дію до 2040 р.

«STEP – це перехід від досліджень і розробок до реалізації», – відзначає професор Ян Чепмен, генеральний директор Управління з атомної енергії Великобританії. «Це доведе, що термоядерний синтез – це не далека мрія чи фантазія, а реальність».

Джерело: UK Government

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm та корисні відео на Youtube-каналі. Долучайтесь!

Просмотрено: 2 196 / 2021-11-03 10:42:56


Оставьте комментарий

Telegram