Amerikkalainen laboratorio Skunk Works vuonna 2024 valmistautuu esittelemään sarjaversiota lämpöydinreaktorista, joka voisi teoriassa muuttaa kaiken nykyajan energian. On raportoitu, että uusi 100 MW: n kuorma-autokokoinen fuusioreaktori on hyödyllinen sekä planeetallamme että avaruudessa. Amerikkalainen Lockheed Martin -yhtiö on hiljattain paljastanut uuden T4 -projektinsa yksityiskohdat, joiden tarkoituksena on kehittää tehokas ja kompakti fuusioreaktori CFR (dubattu kompakti fuusioreaktori). On kerrottu, että tämä läpimurtotekniikka luodaan Skunk Works -laboratoriossa, joka on erikoistunut salaiseen sotilaalliseen kehitykseen. Siksi ei ole yllättävää, että hankkeesta ei tiedetty mitään niin pitkään.
Vasta vuonna 2013 yritys avasi T4 -projektinsa salaisuuden verhon ja kertoi sen olemassaolosta. Nyt yleisö on tullut tietoiseksi joistakin uuden energiajärjestelmän yksityiskohdista. Lockheed Martin lupaa, että he valmistavat uuden reaktorin prototyypin viiden vuoden kuluttua ja ensimmäiset tuotanäytteet alkavat toimia kymmenen vuoden kuluttua. On raportoitu, että toisin kuin nykyaikaiset fuusioreaktorien prototyypit, CFR -reaktori on 20 kertaa tehokkaampi ja 10 kertaa pienempi.
Lockheed Martin Corp. on kokeillut ydinteknologiaa suljettujen ovien takana viimeiset 60 vuotta, mutta on nyt päättänyt julkistaa ne houkutellakseen julkisia ja yksityisiä kumppaneita. On syytä huomata, että asiantuntijat yhdistävät tämän Pentagonin suurimpien toimittajien "harrastuksen" vaihtoehtoiseen energiaan sen kanssa, että Yhdysvallat on sitoutunut sotilasmenojen vähentämiseen.
Tällä hetkellä Lockheed Martin Corporation on yksi suurimmista yrityksistä maailmassa, joka on erikoistunut erilaisten sotilas- ja ilmailulaitteiden tuotantoon. Yhtiö työllistää yli 113 tuhatta ihmistä, ja sen liikevaihdon arvioitiin pelkästään vuonna 2013 olevan 45,4 miljardia dollaria. Lockheed Martin on 2000-luvun puolivälistä lähtien työskennellyt kehittämään Orionin uudelleenkäytettäviä avaruusaluksia, jotka kuljettavat ihmisiä ja rahtia ISS: lle, Kuulle ja mahdollisesti Punaiselle planeetalle tulevaisuudessa.
Avaruusaluksen varustaminen pienikokoisella ydinlaitoksella on melko houkutteleva idea. Samaan aikaan modernit ydinreaktorit ovat melko kalliita ja kooltaan suuria. Esimerkiksi tämän alueen kuuluisin hanke, ITER -tutkimus- ja kehityshanke, jonka arvioitu kapasiteetti on 500 MW, maksaa noin 50 miljardia dollaria. Samaan aikaan sen korkeus on yli 30 metriä ja rakentamisen päätyttyä se painaa 23 000 tonnia. Samaan aikaan Lockheed Martin -yhtiön sarjareaktori voidaan kuljettaa maanteitse.
Tähän asti suurin osa fuusioreaktorien suunnitelmista perustuu tokamakin periaatteisiin, jonka neuvostoliiton fyysikot ovat kehittäneet 1950 -luvulla. Tämäntyyppisissä reaktoreissa plasman rengas pidetään yhdessä suprajohtavien magneettien tuottaman voimakkaan magneettikentän avulla. Toinen magneettisarja on vastuussa virran indusoimisesta plasman sisällä ja lämpöydinreaktion ylläpitämisestä. Tokomaksien ongelma on se, että ne eivät tuota paljon enemmän energiaa kuin käytettyjen magneettien virtalähteisiin, niiden kannattavuus on yleensä nolla.
Lockheed Martinin ehdottamassa CFR -reaktorissa plasmaa säilytetään erityisen geometrisen muodon avulla koko reaktorikammion tilavuudessa. Suprajohtavia magneetteja käytetään myös CFR: ssä, mutta ne muodostavat magneettikentän kammion ulkoreunan ympärille, joten magneettikenttälinjoja ei tarvitse sijoittaa plasmaan nähden riittävän tarkasti, ja nämä magneetit ovat itse rajan ulkopuolella ydin. Tämä lisää plasman tilavuutta (siis energiantuotantoa). Ja mitä enemmän plasma yrittää päästä ulos, sitä enemmän magneettikenttä yrittää tuoda sen takaisin.
On raportoitu, että reaktorin tulisi yhdistää parhaat ratkaisut, jotka on luotu fuusioreaktorien eri hankkeisiin. Esimerkiksi lieriömäisen reaktorisydämen päissä on erityisiä magneettisia peilejä, jotka voivat heijastaa merkittävän osan plasmahiukkasista. Lisäksi luotiin kierrätysjärjestelmä, joka on samanlainen kuin Polywellin pilot -reaktorissa käytetty järjestelmä. Tämä järjestelmä magneettikentän avulla vangitsee elektroneja ja luo vyöhykkeitä, joihin positiiviset ionit syöksyvät. Täällä ne törmäävät toisiinsa ja ylläpitävät jatkuvaa lämpöydinreaktioprosessia. Kaikki tämä lisää merkittävästi reaktorin hyötysuhdetta.
Yksinkertaistettu kaavio Skunk Works -reaktorista
Lockheed Martinin reaktorin polttoaineena on tarkoitus käyttää tritiumia ja deuteriumia, jotka sijoitetaan reaktorin ytimeen kaasun muodossa. Ydinfuusioreaktion aikana muodostuu helium-4 ja vapautuu elektroneja, jotka ovat vastuussa reaktorin seinien lämmittämisestä. Lisäksi perinteinen höyryputkien ja lämmönvaihtimien malli otetaan käyttöön.
Tällä hetkellä amerikkalaisen ilmailu- ja avaruusalan yrityksen projekti on prototyypin luomisen vaiheessa, ja täysimittaisen prototyypin pitäisi olla valmis viiden vuoden kuluttua. Lockheed Martinin ilmailuinsinööri Thomas McGwire sanoi, että toimivan prototyypin on todistettava ehdotetut suunnittelutyöt. Sen on muun muassa varmistettava plasman syttyminen ja lämpöydinreaktion ylläpito 10 sekunnin ajan. Vielä viisi vuotta toimivan prototyypin luomisen jälkeen, eli vuoteen 2024 mennessä, amerikkalaiset insinöörit odottavat valmistavansa ensimmäisen sarjan CFR -lämpöydinreaktoreita, joita voidaan käyttää teollisuudessa.
On raportoitu, että varhaisen sarjan reaktorit ovat kooltaan pieniä, joten ne voidaan sijoittaa kuljetettaviin 7x13 metrin säiliöihin. Tällaisilla mitoilla, jotka ovat melko vaatimattomia fuusioreaktoreille, ne pystyvät tuottamaan ennätysmäärän energiaa: noin 100 MW. Kun otetaan huomioon CFR -reaktorien ensimmäisen sarjan parametrit, ei ole vaikea ymmärtää, että Pentagon on kiinnostunut tästä suunnasta. Yhdysvaltain armeija tarvitsee kompakteja ja erittäin tehokkaita energialähteitä kehittääkseen ja parantaakseen kehittyneitä laser- ja mikroaaltoaseita.
Samaan aikaan siviilimarkkinoilla tällaiset fuusioreaktorit voivat saada aikaan todellisen vallankumouksen. Pienikokoinen ja turvallinen samanvoimainen fuusioreaktori pystyy toimittamaan energiaa 80 tuhanteen kotiin. Samaan aikaan se on erittäin helppo integroida nykyaikaisiin sähköverkkoihin (toisin kuin energialähteet, kuten aurinkopaneelit ja tuuliturbiinit). Kaiken edellä mainitun lisäksi CFR on melkein ihanteellinen voimalaitos lupaaville avaruusaluksille. CFR -pohjaisten uusien moottoreiden avulla miehitetty avaruusalus pääsee Marsiin paljon nopeammin.
Venäläiset tutkijat eivät usko Lockheed Martin -yhtiön läpimurtoon
Lockheed Martinin lisäksi tutkijaryhmä kansainvälisestä projektista, lyhenne ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor, osallistuu tällä hetkellä aktiivisesti tutkimukseen lämpöydinfuusion alalla. Heidän toimintansa tulokset ovat tällä hetkellä kaukana ilmailu- ja avaruusalan yrityksen ilmoittamista menestyksistä. Tästä syystä Lockheed Martinin julkaisemien tietojen todenperäisyys kyseenalaistetaan, ja se on jo herättänyt paljon kiistaa tiedeyhteisössä. Venäläiset tutkijat eivät oikein usko julkaistuihin materiaaleihin.
Esimerkiksi Venäjän ITER -viraston johtaja Anatoly Krasilnikov on julkisesti todennut, että Lockheed Martinin asiantuntijoiden ilmoittama tieteellinen läpimurto on itse asiassa tyhjiä sanoja, joilla ei ole mitään tekemistä tosielämän kanssa. Se, että Yhdysvallat valmistautuu luomaan prototyypin ilmoitetuilla mitoilla toimivasta ydinreaktorista, näyttää Krasilnikoville tavalliselta PR: ltä. Anatoly Krasilnikovin mukaan tiede ei tässä kehitysvaiheessa kykene suunnittelemaan niin pienikokoista turvallista ja täysin toimivaa ydinreaktoria.
Argumenttina hän mainitsi tosiasian, että tänään Yhdysvaltojen, Kiinan, EU -maiden, Venäjän, Japanin, Intian ja Etelä -Korean arvostetut ydinfyysikot työskentelevät kansainvälisen ITER -hankkeen parissa, mutta jopa modernin tieteen parhaat mielet, toivottavasti saamme ensimmäisen plasman ITERiltä parhaassa tapauksessa vuoteen 2023 mennessä. Samaan aikaan ei edes puhuta reaktorin prototyypin tiiviydestä.
Luonnollisesti tulevaisuudessa mahdollisuus pienikokoisen laitoksen kehittämiseen tulee ilmeiseksi, mutta tämä ei tapahdu lähivuosina. Lockheed Martin sanoo, että se pystyy näyttämään todellisen reaktorin mallin vuoden kuluttua. Ja tietysti tätä on vaikea uskoa, kun otetaan huomioon, että yrityksen insinöörit työskentelevät tämän tason projektissa erillään muista tiedemiehistä. Anatoli Krasilnikov uskoo, että Lockheed Martinin edustajien lupaukset näyttää prototyyppi pysyvät vain lupauksina.
Hän toteaa, että johtavat insinöörit ovat työskennelleet ensimmäisen ydinreaktorin luomisessa yli tusina vuotta, ja tämä prosessi sisältää pakollisen kokemustenvaihdon. Samaan aikaan muiden tutkijoiden käytettävissä on lupaava kehitys ja kehitys. Asiantuntijoiden läpimurto, jonka yksityiskohdista kukaan ei tiennyt mitään, näyttää olevan erittäin liioiteltu. Todennäköisesti sillä ei pyritä tieteellisiin, vaan kaupallisiin tavoitteisiin. He haluavat herättää huomiota, saada lisää taloudellisia resursseja, ja heidän lausuntonsa ovat mainoskampanja.
Kurchatov -instituutin johtaja Evgeny Velikhov puhui amerikkalaisesta projektista vieläkin terävämmin kommentoimalla ilmestyneitä uutisia sanoilla "Lockheed Martinin fantasia". Hänellä ei ole tietoa yhdysvaltalaisen yrityksen asiantuntijoiden todellisesta menestyksestä kompaktin lämpöydinreaktorin luomisessa, mitä tosiasiat tukevat. Evgeny Velikhovin mukaan kenellekään maailmassa ei ole tietoa amerikkalaisesta keksinnöstä, lukuun ottamatta amerikkalaista yritystä, hankkeen merkittäviä teknisiä yksityiskohtia ei ole paljastettu, mutta keskusteluaalto mediassa on jo noussut.
