AUTOR: TYLER DURDEN
Alex Kimani z Oilprice.com
Co mają ze sobą wspólnego Mroczny Rycerz Powstaje, Powrót do Przyszłości, Oblivion i Interstellar? Są to hity science-fiction, które prezentują technologię, którą naukowcy uważają za Świętego Graala Energii: fuzję jądrową. Teoretycznie dwa samotne reaktory jądrowe pracujące na małych granulkach mogłyby zasilać całą planetę, bezpiecznie i czysto. To jest obietnica fuzji jądrowej. Dlaczego więc nadal polegamy na paliwach kopalnych? Co powstrzymuje nas przed budowaniem tych reaktorów wszędzie?
W końcu naukowcy pracują nad technologią syntezy jądrowej od 1950 roku i zawsze byli optymistami, że ostateczny przełom nie jest daleko. Jednak kamienie milowe spadały raz za razem, a teraz żartem jest to, że praktyczna elektrownia termojądrowa może być jeszcze odległa o dziesięciolecia.
Cóż, w ciągu ostatnich kilku lat byliśmy świadkami odrodzenia w tej dziedzinie, a garstka startupów założyła sklep, aby synteza jądrowa stała się codziennością. Co ciekawe, zdecydowana większość finansowania sektora pochodzi z sektora prywatnego, a nie z inwestycji publicznych.
Według drugiego globalnego raportu branży termojądrowej opublikowanego przez Fusion Industry Association (FIA), prywatne inwestycje w technologię termojądrową osiągnęły łącznie 4,7 miliarda dolarów, przyćmiewając 117 milionów dolarów inwestycji publicznych. Ponadto bieżący rok okazuje się przełomowym momentem dla technologii syntezy jądrowej, a kwota finansowania w 2022 r. ponad dwukrotnie przekracza całą historyczną inwestycję branży w wysokości 2,83 mld USD.
Startupy Fusion
Do tej pory Commonwealth Fusion Systems zebrał największą kwotę finansowania dla startupu fusion. W grudniu startup fusion z siedzibą w Massachusetts zarobił ponad 1,8 miliarda dolarów w największej prywatnej inwestycji w syntezę jądrową od mnóstwa znanych inwestorów, w tym współzałożyciela Microsoftu Billa Gatesa, George'a Sorosa za pośrednictwem Soros Fund Management LLC i inwestora venture capital Johna Doerra.
Commonwealth Fusion System jest w dobrym towarzystwie.
5 listopada Helion Energy ogłosił, że zebrał 500 milionów dolarów w ostatniej rundzie zbierania funduszy, co czyni go drugą co do wielkości pojedynczą rundą zbierania funduszy dla prywatnej firmy fusion. Helion ma szansę prześcignąć Commonwealth Fusion System, ponieważ jego ostatnia runda finansowania obejmuje dodatkowe 1,7 miliarda dolarów związane z pewnymi kamieniami milowymi wydajności. Tymczasem kanadyjski General Fusion zamknął rundę zbierania funduszy o wartości 130 milionów dolarów, która została nadsubskrybowana. General Fusion planuje wkrótce rozpocząć jeszcze większy wysiłek zbierania funduszy.
Google i Chevron w czerwcu wzięły udział w zbiórce funduszy w wysokości 250 milionów dolarów dla TAE Technologies, startupu zajmującego się syntezą jądrową o niekonwencjonalnej strategii. Od tego czasu TAE zebrało łącznie 1,2 miliarda dolarów.
"To znak, że branża dorasta" - powiedział Dyrektor generalny General Fusion Christofer Mowry w rozmowie z Wall Street Journal.
Różne firmy zajmujące się syntezą jądrową realizują różne projekty reaktorów termojądrowych, chociaż większość z nich opiera się na fuzji, która odbywa się w plazmie. Commonwealth Fusion z powodzeniem przetestował najpotężniejszy magnes fuzyjny tego typu na Ziemi, który utrzymywałby i ściskał plazmę.
Commonwealth Fusion Systems współpracuje z MIT przy budowie reaktora termojądrowego. Zespół zaplanował eksperyment termojądrowy, który nazwali Sparc, który stanowi około 1/65 objętości Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termojądrowego (ITER). Eksperymentalny reaktor wygeneruje około 100 MW energii cieplnej w impulsach około 10 sekund - wybuchy wystarczająco duże, aby zasilić małe miasto. Zespół przewiduje, że moc wyjściowa będzie ponad dwukrotnie większa niż moc wykorzystywana do ogrzewania plazmy, pokonując w ten sposób największą przeszkodę techniczną w tej dziedzinie: dodatnią energię netto z fuzji. Zespół Sparc postawił sobie ambitny cel, aby reaktor działał za około 15 lat.
Ale dlaczego naukowcom do tej pory nie udało się odtworzyć naturalnego procesu, który zasila gwiazdy w naszym wszechświecie?
Ekstremalne wyzwanie
Okazuje się, że warunki niezbędne do zaistnienia syntezy jądrowej stanowią ekstremalne wyzwanie dla nas, Ziemian.
Fusion pracuje nad podstawową koncepcją kucia lżejszych elementów na cięższe. Kiedy dwa atomy wodoru są rozbite ze sobą wystarczająco mocno, łączą się, tworząc hel. Nowy atom jest mniej masywny niż suma jego części, a równowaga jest przekształcana w energię w równoważności masy i energii E = MC 2.
Ok, to trochę uproszczenie, ponieważ atomy wodoru nie łączą się ze sobą bezpośrednio, ale raczej w wieloetapowej reakcji. W każdym razie, długa i krótka jest to, że synteza jądrowa wytwarza energię netto tylko w ekstremalnych temperaturach - rzędu setek milionów stopni Celsjusza. Jest gorętszy niż jądro Słońca i zbyt gorący, aby jakakolwiek znana materia na Ziemi mogła wytrzymać.
Aby obejść to bagno, naukowcy używają potężnych pól magnetycznych, aby powstrzymać gorącą plazmę i zapobiec jej kontaktowi ze ścianami reaktora jądrowego. To zużywa szalone ilości energii.
Gwiazdy mają pod tym względem łatwo dzięki swoim ogromnym masom i potężnym polom grawitacyjnym, które utrzymują wszystko razem. Na przykład Słońce jest 333 000 razy masywniejsze od Ziemi z grawitacją ~ 27,9 razy większą niż Ziemia.
Niestety, każdy eksperyment termojądrowy do tej pory był ujemny energetycznie, pobierając więcej energii niż generuje, czyniąc go bezużytecznym jako forma wytwarzania energii elektrycznej.
Uzyskanie początkowej reakcji syntezy jądrowej nie stanowi problemu - utrzymanie jej jest, nie wspominając o tym, że budowa reaktorów jądrowych wymaga niezwykle wyrafinowanych wyczynów inżynieryjnych.
Międzynarodowy Megaprojekt
Ale teraz naukowcy są przekonani, że są blisko zbudowania reaktora jądrowego, który będzie produkował więcej energii niż zużywa.
Saint-Paul-les-Durance, nadchodzący Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termojądrowy (ITER) z siedzibą we Francji, jest największym na świecie zakładem reakcji termojądrowej, którego celem jest rozwój komercyjnie opłacalnych reaktorów termojądrowych.
Finansowany przez sześć krajów, w tym USA, Rosję, Chiny, Japonię, Koreę Południową i Indie, ITER planuje zbudować największe na świecie urządzenie do syntezy tokamaków, klatkę w kształcie pączka, która wyprodukuje 500 ME energii termojądrowej.
Urządzenie będzie kosztować ~ 24 miliardy dolarów z datą dostawy ustaloną na 2035 rok. Gigantyczna maszyna - największa maszyna termojądrowa, jaką kiedykolwiek zbudowano - będzie ważyć imponujące 23 000 ton i będzie mieścić się w budynku o wysokości 60 metrów.
Co się zmieniło tym razem?
Naukowcom udało się opracować nowy materiał nadprzewodzący - zasadniczo stalową taśmę pokrytą tlenkiem itru, baru i miedzi lub YBCO, co pozwala im budować mniejsze i mocniejsze magnesy. Obniża to energię potrzebną do uzyskania reakcji fuzji z ziemi.
Według Fusion for Energy - wspólnego przedsięwzięcia UE na rzecz ITER - 18 nadprzewodzących magnesów niobowo-cynowych, znanych również jako cewki pola toroidalnego, zostanie wykorzystanych do przechowywania plazmy o temperaturze 150 milionów stopni Celsjusza. Potężne magnesy wygenerują potężne pole magnetyczne równe 11,8 tesli, czyli milion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Europa wyprodukuje 10 toroidalnych cewek polowych, a Japonia dziewięć.
Minie jednak kolejna dekada, zanim zostanie zbudowana pełnowymiarowa elektrownia demonstracyjna z wykorzystaniem wniosków wyciągniętych z ITER. Przemysłowe elektrownie termojądrowe zostaną następnie podłączone do sieci.
Budowa terenu ITER jest ukończona w prawie 80%.
Z tym wszystkim, co powiedział... wydaje się, że fuzja jądrowa pozostaje (ale miejmy nadzieję, że nie na zawsze) ponad dekadę.
Przetlumaczono przez translator Google
zrodlo:https://www.zerohedge.com/
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz