Радикальный водородно-борный реактор – технология ядерного синтеза

водбореакт

 

«Мы обходим стороной все научные проблемы, которые сдерживают энергию синтеза более полувека», – говорит директор австралийской компании, которая утверждает, что ее технология синтеза с водородом и бором уже работает в миллиард раз лучше, чем ожидалось.

HB11 Energy – это дочерняя компания, основанная в Университете Нового Южного Уэльса, и сегодня она объявила об обмене патентами в Японии, Китае и США, защищающих ее уникальный подход к производству термоядерной энергии.

Конечно, Fusion – это долгожданное чистое, безопасное теоретическое решение энергетических потребностей человечества. Именно так само Солнце производит огромное количество энергии, которая питала жизнь на нашей планете до сих пор. Там, где ядерное деление,расщепление атомов для высвобождения энергии, оказалось невероятно мощным, но безумно разрушительным, когда что-то идет не так, термоядерный синтез обещает надежное, безопасное, дешевое производство зеленой энергии без шансов радиоактивного расплавления.

Ряд проектов стоимостью в несколько миллиардов долларов медленно продвигается вперед, от безумно сложного стеллератора Wendelstein 7-X Института Макса Планка до проекта ITER Токамак с участниками из 35 стран, и большинство из них опираются на подход термоядерного синтеза дейтерий-тритий, который требует создания нереально высоких температур, намного более высоких, чем у поверхности Солнца, до 15 миллионов градусов по Цельсию. Здесь технология HB11 резко отличается.

Результаты многолетних исследований заслуженного профессора Генриха Горы воплотились в подход HB11 к термоядерному синтезу, который исключает редкие, радиоактивные и сложные виды топлива, такие как тритий, а также эти невероятно высокие температуры. Вместо этого он использует много водорода и бора B-11, применяя точное применение некоторых очень специальных лазеров, чтобы начать реакцию синтеза.

Вот как HB11 описывает свой «обманчиво простой» подход: конструкция представляет собой «практически пустую металлическую сферу, где в центре удерживается топливная таблетка небольшого размера HB11 с отверстиями на разных сторонах для двух лазеров. Один лазер устанавливает магнитное поле для плазмы, а второй лазер запускает цепную реакцию слияния ядер. Альфа-частицы, генерируемые реакцией, будут создавать электрический поток, который может быть направлен почти напрямую в существующую электрическую сеть без необходимости в теплообменнике или паровой турбине/генераторе.

Управляющий директор HB11 доктор Уоррен Маккензи разъясняет по телефону: «Во многих экспериментах по термоядерному синтезу используются лазеры для нагревания до сумасшедших температур – мы этого не делаем. Мы используем лазер для массового ускорения водорода через образец бора – использование нелинейного форсирования. Можно сказать, что мы используем водород в качестве дротика и надеемся попасть в бор, и если мы в него попадем, мы можем начать реакцию синтеза. В этом суть. Если у вас есть научное понимание температуры – это, по сути, скорость движения атомов. Создание термоядерного синтеза с использованием температуры по существу случайным образом перемещает атомы, и, надеясь, что они столкнутся друг с другом, наш подход гораздо точнее».

«Слияние водорода и бора создает пару атомов гелия», – продолжает он. «Это простой гелий, у них нет электронов, поэтому у них есть положительный заряд. Нам просто нужно собрать этот заряд. По сути, недостаток электронов является продуктом реакции, и он напрямую создает ток».

Сами лазеры опираются на ультрасовременную технологию «мощного импульсного усиления», разработка которой принесла изобретателям Нобелевскую премию по физике в 2018 году. По словам HB11, гораздо меньшего размера и проще, чем любой из высокотемпературных термоядерных генераторов, его генераторы будут компактными, чистыми и достаточно безопасными для сборки в городских условиях. Там нет ядерных отходов, нет перегретого пара и нет шансов на расплавление.

«Это совершенно новая технология», – говорит профессор Хора. «Лазерные импульсы имеют мощностью 10 петаватт. Было показано, что можно создавать условия синтеза без сотен миллионов градусов. Это совершенно новое знание. Я работаю над тем, как этого достичь, более 40 лет. Это уникальный результат. Теперь нам нужно убедить людей, работающих в области термоядерного синтеза, что эта технология работает лучше, чем современные генераторы теплового равновесия на сто миллионов градусов. У нас есть что-то новое, что может радикально изменить всю ситуацию. Замена углерода новым источником энергии – это радикально новая ситуация и новая надежда на чистую энергию».

Действительно, говорит Хора, эксперименты и моделирование цепной реакции, инициируемой лазером, возвращают скорости реакции в миллиард раз выше, чем прогнозировалось. Эта каскадная реакция является важным шагом к достижению конечной цели: получению гораздо больше энергии от реакции, чем вы вкладываете. Необычайно ранние результаты приводят к тому, что HB11 верит, что у компании «есть большие шансы достичь цели получения чистой энергии раньше других».

«Поскольку мы не пытаемся нагревать топливо до невероятно высоких температур, мы обходим стороной все научные задачи, которые сдерживают энергию синтеза уже более полувека», – говорит доктор Маккензи. «Это означает, что наша дорожная карта развития будет намного быстрее и дешевле, чем любой другой подход синтеза. Вы знаете, что удивительно? Генриху за восемьдесят. Он открыл это в 1970-х годах, и сказал, что это будет возможно. Это возможно только сейчас, потому что новые лазеры способны запустить синтез. Это, на мой взгляд, потрясающе».

Однако доктор Маккензи не будет обращать внимания на то, сколько времени пройдет до того, как водородно-борный реактор станет коммерческой реальностью. «Вопрос о сроках сложен, – говорит он. «Я не хочу быть посмешищем, обещая, что мы сможем сделать что-то за 10 лет, а потом не пыполним. Первый шаг – создание компании и начало работы. Первый этап – демонстрация реакции, которая должна быть. Второй этап – получение достаточного количества реакций, чтобы продемонстрировать прирост энергии путем подсчета количества гелия, выходящего из топливной таблетки, когда у нас работают эти два лазера. Это даст нам все данные, необходимые для создания реактора. Таким образом, третьим этапом является объединение всего этого и демонстрация концепции реактора, которая работает».

Это большое продвижение вперед. Если бы действительно была достигнута дешевая, чистая, безопасная термоядерная энергия, то это стало бы невероятным скачком вперед для человечества и огромной частью ответа на наши будущие энергетические потребности. И если бы это было достигнуто без участия безумно высоких температур, людям было бы еще комфортнее. Будем следить за этими парнями.

 

https://econet.ru/articles/radikalnyy-vodorodno-bornyy-reaktor-tehnologiya-yadernogo-sinteza


26.02.2020