Ще одне нововведення ядерних термоядерних реакторів розробило метод, за допомогою якого
Нове рішення стало можливим завдяки інноваційному підходу зробити реактори термоядерного синтезу більш компактними за допомогою високотемпературних надпровідних магнітів. Цей метод став основою для нової дослідницької програми, запущеної цього року на MIT, і для створення незалежної компанії для розробки концепції. Нова модель, на відміну від інших термоядерних електростанцій на сьогоднішній день, дозволить відкрити внутрішню камеру пристрою для заміни критичних компонентів. Ця здатність є важливою в новому механізмі поглинання тепла, пише Phys.
Новий підхід детально описаний у журналі Fusion Engineering and Design, а провідним автором є Адам Куанг, випускник Массачусетського технологічного університету, зі своїм професором Деннісом Вайте, директором Центру плазмологічних наук та термоядерного синтезу в Массачусетському технологічному інституті.
По суті, механізм відводу тепла реактора можна порівняти з вихлопною системою машини. "Вихлопна труба" в новій моделі довша і товща, ніж це було б можливо в сучасних реакторах, що робить її більш ефективною у відведенні тепла.
Злиття насправді є реакцією, яка відбувається на Сонці, що обіцяє виробництво необмеженої енергії. Але десятиліття досліджень таких електростанцій не привели до моделі, яка виробляє більше енергії, ніж споживає.
"Це революція у проектуванні реакторів ядерного синтезу"
На початку цього року пропозиція інженерів MIT щодо нового типу термоядерних електростанцій, а також інших інноваційних моделей, розроблених іншими, зробила мету використання ядерного синтезу як джерела енергії доцільною. Однак є ще деякі проблеми, які потрібно вирішити, включаючи ефективний спосіб видалення внутрішнього тепла з плазми всередині пристрою.
Значна частина енергії, що виробляється всередині реактора термоядерного синтезу, випромінюється у вигляді нейтронів, які нагрівають матеріал навколо плазми. Нагріта «ковдра» змусить турбіну рухатися. Але близько 20% енергії виробляється у вигляді тепла, навіть плазми, тепла, яке потрібно якимось чином відводити, щоб запобігти таненню матеріалів у приміщенні.
Немає достатньо міцного матеріалу, щоб протистояти теплу, яке генерується плазмою, яке може досягати мільйонів градусів Цельсія, тому плазма утримується магнітами, які перешкоджають її безпосередньому контакту з внутрішніми стінами. У стандартних моделях існує окремий набір магнітів для створення камери, через яку відводиться надлишок тепла, але метод неефективний для нової, більш компактної моделі реактора.
"Якщо ми нічого не зробимо для відводу тепла, механізм буде зруйнований", - сказав Куанг.
У звичайній архітектурі термоядерних реакторів вторинні котушки, які створюють дивертор, знаходяться поза первинними, оскільки їх не можна розмістити всередині останніх. Це означає, що вторинні котушки повинні бути великими і міцними, щоб створити поле, досить сильне для входу в камеру. Як результат, вони не дуже точні з точки зору контролю плазми.
Нова модель від інженерів MIT, яка називається ARC (від вдосконалених, надійних та компактних), має знімні магніти. Таким чином, можна отримати доступ всередину та розмістити вторинні магніти в основних котушках, а не зовні, як у стандартній моделі. З цим новим механізмом "лише наблизившись до плазми вони можуть бути меншими", додав Куанг.
Кінцевим результатом було те, що артист повинен був бути довшим і ширшим, але з меншими магнітами. "Вихлопна труба повинна бути якомога ширшою", - сказав Вайт, пояснивши, що розміщення вторинних котушок всередині первинних котушок робить це можливим. "Це революція у проектуванні ядерних термоядерних реакторів", - додав він.
Рекомендуємо прочитати такі статті: