Может ли краудфандинг дать нам безопасную термоядерную энергию до 2020 года?

Группа исследователей из Нью-Джерси LPP Fusion пытается получить финансирование методом  краудфандинга* для демонстрации положительного выхода термоядерного реактора. Ученые планируют сделать это, используя принципы, которые относительно мало кому известны, но которые, как они утверждают, являются научно обоснованными и опираются  только на устоявшиеся научные знания.

Исследователи говорят, что собрав 500’000US $, они спроектируют реактор мощностью 5 МВт к концу десятилетия, который будет производить энергию стоимостью всего 0,06 центов за кВт*ч.

Команда во главе с Эриком Лернером пытается добиться ядерного синтеза с использованием инновационного недорогого подхода

Команда во главе с Эриком Лернером пытается добиться ядерного синтеза с использованием инновационного недорогого подхода

Конечно, сразу одолевают сомнения, что исследования в области термоядерной энергии могут успешно быть финансированы обычными людьми. Токамак ITER, строящийся на юге Франции, требует сотрудничества семи стран и имеет несколько остановок строительства, связанных с огромными затратами, которые уже превысили отметку 10 млрд. € (13,7 млрд. долл. США). Продолжение работ по проекту ИТЭР планируется продолжить не ранее 2027 года.

В тоже время главный ученый LPP Fusion Эрик Лернер заявляет, что подавляющее большинство финансовых ресурсов было затрачено на этапе подготовки ИТЭР, в то время как другие методы, такие как продвигаемые LPP Fusion, были в основном отброшены, несмотря на то, что намного дешевле. Использование нового подхода называется «фокус фьюжн», говорит Лернер. Его команда готова представить прототип за $ 200 000, демонстрационную модель с положительным выходом за  $ 1 млн, и окончательно довести до коммерческого устройства всего лишь за $ 50 млн..

Как это работает

В стандартном подходе ядерного синтеза, основной идеей является захват и стабилизация плазмы, что технически чрезвычайно сложной  и дорого. Подход «фокус фьюжн» — не бороться с нестабильностью плазмы, а вместо этого сконцентрировать плазму в очень небольшом объёме.

Устройство фокусировки плазмы, сердце термоядерного реактора, может быть очень небольшим, всего несколько дюймов в диаметре (см. выше). Устройство состоит из центрального полого цилиндра, изготовленного из меди, анода, окруженного изолятором (белый), и наружного электрода, катода, ( на фото медные стержни расставленные по кругу). Устройство находится в вакуумной камере, заполненной топливом для реакции и соединено с мощной конденсаторной батареей.

устройство фокусировки плазмы может быть достаточно небольшим по размеру

устройство фокусировки плазмы может быть достаточно небольшим по размеру

Разряжаясь в течении микросекунды, конденсатор формирует импульс тока более миллиона ампер, проходящий от катода к аноду. Это ионизирует газ, превращая его в плазму. Огромные параллельные токи проходят вдоль друг друга внутри плазмы, генерируя магнитное поле, заставляющее плотные плазменные нити притягиваться и вращаться вокруг друг друга, концентрируя плазму в небольшом объёме.

Магнитные поля фокусируют плазменные нити в сгусток тороидальной формы, поперечник которого имеет размер нескольких миллиметров и быстро сжимается. Когда сгусток становится достаточно плотным, из центра сгустка начинает выходить излучение, что вызывает внезапное падение магнитного поля, ускорение пучка электронов на одном конце и пучком ионов на другом конце. Электроны в пучке взаимодействуют с электронами в сгустке и разогревают область до 1,8 миллиарда градусов Цельсия, что достаточно для возникновения реакции синтеза.

Сильный импульс тока генерирует плазму между анодом и катодом фокусировки плазменного устройства

Сильный импульс тока генерирует плазму между анодом и катодом фокусировки плазменного устройства

Температуры достигаемые в этом устройстве достаточно для слияния бор и водород в ядро углерода, которое сразу же распадается на три атома гелия и большое количество энергии. В отличие от дейтерия и трития, используемых в других подходах, эта реакция не выбрасывает заряженные частицы, и не опасна радиоактивными отходами. На самом деле, конечные продукты имеют период полураспада чуть более 20 минут, что означает, что излучение внутри реактора вернется к фоновым уровням всего через девять часов.

Подход фокусировки использует плазменные неустойчивости, а не бороться с ними

Подход фокусировки использует плазменные неустойчивости, а не бороться с ними

Более того, поскольку конечным продуктом реакции являются движущиеся заряженные частицы, это может использовано для прямой генерации электричества, что является более эффективным и, по мнению исследователей, в 10 раз более рентабельным.

Генерация электричества планируется двумя способами. Первый: 60 процентов получается от плазменного сгустка с помощью металлической катушки, где быстро меняющиеся электромагнитные поля будут генерировать ток, который затем подается в конденсатор с эффективностью 80 процентов.

Остальные 40 процентов электроэнергии будут собирать из рентгеновского импульса, генерируемого реакцией, который будет собран на стопку из тысяч чрезвычайно тонких металлических слоев фольги, захватывающих электроны и подающих в проводники.

Финальная версия реактора будет получать электроэнергию непосредственно, для лучшей эффективности и значительно сокращать расходы

Финальная версия реактора будет напрямую получать электроэнергию для лучшей эффективности и значительного сокращения расходов

Перспективы

Полноразмерный фокусирующий термоядерный реактор, по словам Лернера, будет стоить $ 500 000, что намного дешевле, чем стандартный ядерный реактор, и должен быть безопасным и достаточно малым, чтобы поместиться в гараже или в контейнере. Установка будет генерировать до 5 МВт электроэнергии, что достаточно обеспечения энергией 3500 домов, при этом по цене в 0,06 центов за кВт-ч, что в двадцать раз лучше по сравнению с текущими затратами.

Для 20 процентов населения земного шара, не имеющих доступа к электричеству, этот метод имеет потенциал, чтобы предложить дешевый, чистый и децентрализованный источник энергии, который может быть развернут даже в отдаленных районах.

Согласно NASA Jet Propulsion Lab, которые финансировали часть исследований реактора «Фокус Фьюжн», устройство иметь двойное назначение, может функционировать в качестве ракетного двигателя, что позволяет нам достичь Марса в течении всего двух недель. В настоящее время до Марса ракеты должны лететь не менее шести месяцев.

Следующий шаг

Лернер и его коллеги говорят, что они уже достигли два из трех условий, для демонстрации прироста чистой энергии: они нагрели плазму до 1,8 млрд. градусов и сфокусировали её в крошечной области на десятки наносекунд. Третье оставшееся условие заключается в достижении плотности плазмы в 10000 раз выше.

Исследователи говорят, что они знают, как это сделать, и что они могли бы достичь его с помощью более высокого качества бериллиевых электродов, используя более тяжелые газы, и замена дейтерия-трития на водород и бора в качестве топлива.

Если исследователи могут привлечь $ 200000 на покупку бериллиевых электродов, они говорят, что смогут показать, что коммерческий термоядерный реактор возможен и готов для применения к 2016 году. К тому времени, было бы гораздо легче собрать 50 миллионов долларов, необходимых для решения оставшихся технических проблем и построения реактора-прототипа в течение следующих трех-четырех лет.

На видео ниже показано, как реактор в состоянии неустойчивости будет способен генерировать термоядерную энергию.

Источники:

lawrencevilleplasmaphysics.com (LPP)

www.indiegogo.com

Примечание:

*Crowdfunding— народное финансирование, от англ. сrowd fundingсrowd — «толпа», funding — «финансирование» 

 

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Микро-ТЭЦ на выставке Hannover Messe 2014
Внешний вид GoSun grill
Солнечный гриль
Nirvana Clear Power Stick TAP
Микро-ТЭЦ для домохозяйств на термоакустике
Новый тип солнечных коллекторов
Новый термоакустический двигатель
Новый тепловой двигатель от компании Etalim

Template design by Joule Watt © 2014 Домашняя энергетика