Amerikos laboratorija „Skunk Works“2024 metais ruošiasi pristatyti serijinę termobranduolinio reaktoriaus versiją, kuri teoriškai galėtų pakeisti visos šiuolaikinės energijos veidą pasaulyje. Pranešama, kad naujasis 100 MW sunkvežimio dydžio sintezės reaktorius bus naudingas tiek mūsų planetoje, tiek kosmose. Amerikiečių kompanija „Lockheed Martin“neseniai atskleidė detales apie savo naują T4 projektą, skirtą sukurti galingą ir kompaktišką sintezės reaktorių CFR (pavadintą kompaktišku sintezės reaktoriumi). Pranešama, kad ši proveržio technologija kuriama laboratorijoje „Skunk Works“, kuri specializuojasi slaptuose kariniuose veiksmuose. Todėl nenuostabu, kad taip ilgai nieko nebuvo žinoma apie projektą.
Tik 2013 m. Bendrovė atvėrė savo T4 projekto paslapties šydą, pasakodama apie jo egzistavimą. Dabar visuomenė sužinojo kai kurias naujosios energetikos sistemos detales. „Lockheed Martin“žada, kad gatavą naujojo reaktoriaus prototipą jie pagamins po 5 metų, o pirmieji gamybiniai mėginiai pradės veikti po dešimtmečio. Pranešama, kad, skirtingai nei šiuolaikiniai sintezės reaktorių prototipai, CFR reaktorius bus 20 kartų galingesnis ir 10 kartų kompaktiškesnis.
„Lockheed Martin Corp.“pastaruosius 60 metų eksperimentavo su branduolinėmis technologijomis už uždarų durų, tačiau dabar nusprendė jas viešinti, kad pritrauktų viešųjų ir privačių partnerių. Verta paminėti, kad ekspertai šį vieno didžiausių Pentagono tiekėjų „pomėgį“sieja su alternatyvia energija su tuo, kad JAV užsiima karinių išlaidų mažinimu.
Šiuo metu „Lockheed Martin Corporation“yra viena didžiausių kompanijų pasaulyje, kuri specializuojasi įvairios karinės ir kosminės erdvės įrangos gamyboje. Bendrovėje dirba per 113 tūkstančių žmonių, o vien jos pardavimai 2013 metais buvo įvertinti 45,4 mlrd. Nuo 2000-ųjų vidurio „Lockheed Martin“kūrė daugkartinio naudojimo erdvėlaivį „Orion“, kuriuo žmonės ir kroviniai būtų gabenami į TKS, Mėnulį ir galbūt į Raudonąją planetą ateityje.
Įrengti erdvėlaivį kompaktišku termobranduoliniu įrenginiu yra gana viliojanti idėja. Tuo pačiu metu šiuolaikiniai branduoliniai reaktoriai yra gana brangūs ir didelių gabaritų. Pavyzdžiui, garsiausias šios srities projektas - ITER tyrimų ir plėtros projektas, kurio numatoma galia yra 500 MW, kainuoja apie 50 mlrd. Tuo pačiu metu jo aukštis yra daugiau nei 30 metrų, o baigus statybas jis sveria 23 000 tonų. Tuo pačiu metu „Lockheed Martin“korporacijos serijinis reaktorius gali būti gabenamas keliais.
Iki šiol dauguma sintezės reaktorių konstrukcijų yra paremtos tokamako principais, kuriuos 1950 -aisiais sukūrė sovietų fizikai. Šio tipo reaktoriuose plazminį žiedą laiko kartu galingas magnetinis laukas, kurį sukuria superlaidūs magnetai. Kitas magnetų rinkinys yra atsakingas už srovės sukėlimą pačios plazmos viduje ir už termobranduolinės reakcijos palaikymą. Tokomakų problema yra ta, kad jie negamina daug daugiau energijos, nei išleidžiami naudojamiems magnetams maitinti, jų pelningumas yra nulinis.
„Lockheed Martin“pasiūlytame CFR reaktoriuje plazma laikoma specialia geometrine forma visame reaktoriaus kameros tūryje. Superlaidūs magnetai taip pat naudojami CFR, tačiau jie sukuria magnetinį lauką aplink išorinį kameros kraštą, todėl nereikia pakankamai tiksliai išdėstyti magnetinio lauko linijų plazmos atžvilgiu, o šie magnetai yra už ribų esmė. Tai padidina plazmos tūrį (taigi ir energijos išeigą). Ir kuo daugiau plazma bando išeiti, tuo labiau magnetinis laukas bando ją sugrąžinti.
Pranešama, kad reaktorius turėtų apjungti geriausius sprendimus, sukurtus skirtingiems sintezės reaktorių projektams. Pavyzdžiui, cilindrinio reaktoriaus šerdies galuose yra specialūs magnetiniai veidrodžiai, kurie gali atspindėti didelę plazmos dalelių dalį. Be to, buvo sukurta recirkuliacijos sistema, panaši į tą, kuri buvo naudojama „Polywell“bandomajame reaktoriuje. Ši sistema, naudojant magnetinį lauką, fiksuoja elektronus ir sukuria zonas, į kurias veržiasi teigiami jonai. Čia jie susiduria vienas su kitu ir palaiko nenutrūkstamą termobranduolinės reakcijos procesą. Visa tai žymiai padidina reaktoriaus efektyvumą.
Supaprastinta „Skunk Works“reaktoriaus schema
Kaip kurą reaktoriuje iš „Lockheed Martin“planuojama naudoti tričio ir deuterio, kurie į reaktoriaus šerdį dedami dujų pavidalu. Termobranduolinės sintezės reakcijos metu susidaro helis-4 ir išsiskiria elektronai, atsakingi už reaktoriaus sienelių šildymą. Be to, pradeda veikti tradicinė garo vamzdžių ir šilumokaičių schema.
Šiuo metu Amerikos aviacijos ir kosmoso korporacijos projektas yra prototipo kūrimo stadijoje, o visavertis prototipas turėtų būti paruoštas per 5 metus. „Lockheed Martin“aviacijos inžinierius Thomas McGwire'as sakė, kad veikiančiam prototipui reikės įrodyti siūlomus projektavimo darbus. Be kita ko, jis turi užtikrinti plazmos užsidegimą ir termobranduolinės reakcijos proceso palaikymą 10 sekundžių. Praėjus dar 5 metams nuo veikiančio prototipo sukūrimo, tai yra iki 2024 m., Amerikos inžinieriai tikisi pagaminti pirmąją CFR termobranduolinių reaktorių seriją, kurią bus galima naudoti pramonėje.
Pranešama, kad ankstyvosios serijos reaktoriai bus nedideli, todėl juos bus galima sudėti į 7x13 metrų gabenamus konteinerius. Turėdami tokius matmenis, kurie yra gana kuklūs sintezės reaktoriams, jie galės pagaminti rekordinį energijos kiekį: apie 100 MW. Atsižvelgiant į pirmosios CFR reaktorių serijos parametrus, nesunku suprasti, kad Pentagonas yra suinteresuotas darbu šia kryptimi. JAV kariuomenei reikia kompaktiškų ir labai galingų energijos šaltinių, kad galėtų sukurti ir tobulinti pažangius lazerinius ir mikrobangų ginklus.
Tuo pačiu metu civilinėje rinkoje tokie sintezės reaktoriai gali sukelti tikrą revoliuciją. Kompaktiškas ir saugus panašios galios sintezės reaktorius galės tiekti energiją 80 tūkst. Tuo pačiu metu bus labai lengva jį integruoti į šiuolaikinius elektros tinklus (skirtingai nuo tokių energijos šaltinių kaip saulės kolektoriai ir vėjo turbinos). Be visų pirmiau minėtų dalykų, CFR yra beveik ideali jėgainė perspektyviems erdvėlaiviams. Pasitelkus naujus variklius, pagrįstus CFR, pilotuojami erdvėlaiviai Marsą galės pasiekti daug greičiau.
Rusijos mokslininkai netiki bendrovės „Lockheed Martin“proveržiu
Be „Lockheed Martin“, mokslininkų komanda iš tarptautinio projekto pagal santrumpą „ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor“šiuo metu aktyviai užsiima termobranduolinės sintezės srities tyrimais. Jų veiklos rezultatai šiuo metu toli gražu neskelbia sėkmės, kurią pasiekė aviacijos ir kosmoso korporacija. Dėl šios priežasties „Lockheed Martin“paskelbtos informacijos teisingumas yra abejotinas ir jau sukėlė daug ginčų mokslo bendruomenėje. Rusijos mokslininkai tikrai netiki paskelbta medžiaga.
Pavyzdžiui, Rusijos ITER agentūros vadovas Anatolijus Krasilnikovas viešai pareiškė, kad „Lockheed Martin“specialistų paskelbtas mokslinis proveržis iš tikrųjų yra tušti žodžiai, neturintys nieko bendro su realiu gyvenimu. Tai, kad JAV ruošiasi pradėti kurti deklaruotų matmenų termobranduolinio reaktoriaus prototipą, J. Krasilnikovui atrodo kaip įprastas PR. Anatolijaus Krasilnikovo teigimu, dabartiniame vystymosi etape mokslas nesugeba suprojektuoti tokio mažo dydžio saugaus ir visiškai veikiančio termobranduolinio reaktoriaus.
Kaip argumentą jis nurodė faktą, kad šiandien garbingi JAV, Kinijos, ES šalių, Rusijos, Japonijos, Indijos ir Pietų Korėjos branduoliniai fizikai dirba prie tarptautinio ITER projekto, tačiau net ir geriausi šiuolaikinio mokslo protai, tikiuosi, kad pirmąją plazmą iš ITER gaus geriausiu atveju iki 2023 m. Tuo pačiu metu net nekalbama apie bet kokį reaktoriaus prototipo kompaktiškumą.
Natūralu, kad ateityje išryškės galimybė plėtoti mažo dydžio gamyklą, tačiau tai neįvyks per artimiausius kelerius metus. „Lockheed Martin“teigia, kad jau po metų galės parodyti tikrą reaktoriaus modelį. Ir, žinoma, tai sunku patikėti, turint omenyje, kad bendrovės inžinieriai prie tokio lygio projekto dirba atskirai nuo kitų mokslininkų. Anatolijus Krasilnikovas įsitikinęs, kad „Lockheed Martin“atstovų pažadai parodyti prototipą liks tik pažadais.
Jis pažymi, kad pirmaujantys inžinieriai kurdami pirmąjį termobranduolinį reaktorių dirba daugiau nei tuziną metų, ir šis procesas apima privalomą keitimąsi patirtimi. Tuo pat metu perspektyvūs įvykiai ir pokyčiai tampa prieinami kitiems mokslininkams. Atrodo, kad specialistų proveržis, apie kurio detales niekas nieko nežinojo, yra perdėtas. Greičiausiai ji siekia ne mokslinių, o komercinių tikslų. Jie nori pritraukti dėmesį, pritraukti papildomų finansinių išteklių, o jų pareiškimai yra reklaminė kampanija.
Kurchatovo instituto prezidentas Jevgenijus Velikiovas apie Amerikos projektą kalbėjo dar aštriau, komentuodamas naujienas, pasirodžiusias žodžiais „Lockheed Martin's fantazija“. Jis neturi informacijos apie realią Amerikos korporacijos specialistų sėkmę kuriant kompaktišką termobranduolinį reaktorių, kurį patvirtintų faktai. Pasak Jevgenijaus Velikiovo, niekas pasaulyje nėra informuotas apie amerikiečių išradimą, išskyrus pačią amerikiečių kompaniją, reikšmingos techninės projekto detalės nebuvo atskleistos, tačiau diskusijų banga žiniasklaidoje jau pakilo.
