Мечтата за контролиран ядрен синтез – реалност или утопия?
През последните няколко десетки години едно от клишетата на проучванията в региона на нуклеарната енергетика е, че реакторът за нуклеарен синтез е единствено на няколко десетилетия разстояние от практическо приложение.
Доста време се твърди, че технологията е на ръба на реализацията си. Сега още веднъж, откриватели от Технологичния институт в Масачузетс в кооперация с частна компания, излизат с сходно известие.
Екипът от МТИ (MIT) споделя, че има „ и науката, и скоростта, и мащаба “ за основаването на жизнерадостен реактор за нуклеарен синтез и счита, че той може да действа в границите на до 15 години, тъкмо в точния момент за битка с промените в климата.
Това в действителност ще стане действителност, в случай че би трябвало да се има вяра на съдействието сред МТИ и Commonwealth Fusion Systems, частна компания, които оповестиха преди дни в списание Nature, че считат, че са на ръба на разбиването на кода на нуклеарния синтез и че това може да бъде жизнеспособно и употребявано за търговски цели единствено след 15 години.
Учените от МТИ несъмнено, са съществени хора и очакванията те да са способни да създадат откритието, което ще промени света, са огромни. Но и подозренията, и недоверието също.
Технологията на нуклеарен синтез дава обещание неизчерпаемо зареждане с чиста и безвредна сила. В продължение на десетилетия учените се мъчеха да пресъздадат „ работещо слънце “ в своите лаборатории, само че индустриалното всеобщо потребление на сила от синтеза си остава фантазия.
През последните години обаче, очакванията се ускоряват, като през последното десетилетие имаше засилен теоретичен интерес и известия, съпроводени с не малко съмнение – за прогрес изработен от компании, подкрепени от милиардери и ръководени от смели физици, че реакторите на термоядрения синтез ще станат действителност в близкото бъдеще.
Има аргументи да желаеме да имаме вяра, че синтезът един ден ще зарежда напълно живота на планетата. Основното гориво при нуклеарния синтез е тежък изотоп на водорода, наименуван деутерий, който може да бъде извлечен от водата и заради това е в безграничен запас – за разлика от урана, употребен в реакторите за нуклеарно разделяне.
Но науката за нуклеарния синтез е сложна и пробивите са относителна необичайност. Досега не е имало реакция на нуклеарен синтез, която да е била задействана, траяла по-дълго и стабилно съхранена. Нито пък по този начин наречената „ плазмена чорба “, която съществува при температури, които се намират на звездите, е била магнитно арестувана. Нито една изследователска група не е провокирала реакция на синтез, която е освободила повече сила, в сравнение с е консумирала.
Вероятно най-успешният реактор за нуклеарен синтез е опитът JET, до момента най-голямото нуклеарно оборудване в Европа, което е в Обединеното кралство. Най-добрият резултат на JET е реализиран през 1997 година и до през днешния ден остава златният стандарт за силата от термоядрен синтез. Тогава устройството създаде единствено 16 MW сила, за която използва 25 MW, напомня The Guardian.
ITER
Надeждите за по-успешен синтез в този момент са свързани с Международния пробен термоядрен реактор (Iter) – мултинационален план струващ 20 милиарда $, осъществен във Франция. В рамките на бъдещото десетилетие Итер има за цел да реализира надзор върху нуклеарния синтез и да го задържи в продължение на няколко минути.
Това е голямо начинание. В сърцето му е устройство с форма на поничка, известно като „ токамак “, което тежи колкото три Айфелови кули. Подобно на JET, Iter употребява гориво за синтеза, което е 50 на 50 примес от деутерий и редкия водороден изотоп, прочут като тритий. За да накара Итер да се самоподдържа, ще би трябвало да се потвърди, че тритият може да бъде „ развъждан “ от и в реактора, нещо извънредно мъчно.
Итер също ще тества до каква степен „ чист “ може да бъде софтуерният синтез. Около 80% от силата на реакцията на синтез се освобождава във тип на неутрони, които ще се „ блъскат “ в откритите съставни елементи на реактора и ще оставят тонове радиоактивни боклуци. Точно какъв брой боклуци ще остават, това ще бъде от решаващо значение при оценката дали синтезът е замърсен развой или не.
Ценното при Итер е, че това е действително оборудване, което може да бъде тествано. Ако се окаже, че работи по-добре от предстоящото, тогава ще са нужни частни вложения за комерсиализиране на реактор с термоядрен синтез. Ако ли пък не, тогава би трябвало да има реалистично преосмисляне на опциите на термоядрения синтез. И фантазиите, че човечеството може да бъде захранвано с силата от реактор за нуклеарен синтез, да се отдалечат.
