Penggabungan Umum

Hari ini saya akan berbicara tentang satu proyek alternatif untuk membuat reaktor fusi termonuklir terkendali, yang secara pribadi saya suka karena ketidaksamaan teknik absolutnya dengan apa pun. Kita berbicara tentang startup General Fusion Kanada , yang telah ada selama lebih dari 10 tahun dan telah mengumpulkan sekitar $ 100 juta untuk pengembangannya selama ini.



Salah satu pendiri Doug Richardson (kiri) dan Michel Laberge (kanan) dengan latar belakang injektor plasma untuk mobilnya.

Sekarang dengarkan ide apa yang dapat Anda kumpulkan begitu banyak uang. Dalam reaktor bulat GF, ratusan palu uap yang kuat yang ditempatkan di sekeliling perimeter akan secara serentak menghantam “jatuhkan” timah cair tiga meter yang berputar untuk membentuk gelombang bola konvergen. Di tengah tetesan, masih ada saluran vertikal ke mana vortisitas plasma disuntikkan dari campuran deuterium-tritium. Operasi sistem yang dihitung dengan tepat akan mengarah pada kompresi tepat di pusat pembentukan plasma oleh dinding logam cair dan akan terjadi reaksi termonuklir, di mana ledakan setara dengan beberapa ratus kilogram TNT akan dilepaskan.


Bola eksperimental dengan 14 palu uap, di mana prinsip pembentukan gelombang kejut konvergen diuji.


Gambar desain reaktor daya pada prinsip ini dan urutan operasinya.

Cangkang logam cair yang runtuh di sekitar vortisitas plasma dianggap sebagai pendorong reaksi termonuklir di tahun 70-an, dalam instalasi konseptual LINUS. Namun, tahun 70-an ... 80-an - itu adalah masa kemenangan tokamaks yang akan datang, instalasi pertama yang mencapai manifestasi reaksi termonuklir. Tangan tidak mencapai LINUS.


Konsep LINUS yang asli, 1979

Tetapi pada tahun 90-an, ketika kekecewaan dimulai dengan tokamaks, dan perangkap magnetik secara umum, dua cabang alternatif instalasi termonuklir berdasarkan sintesis inersia ("fusi termonuklir laser") dan gagasan yang kurang dikenal untuk mengompresi plasma termagnetisasi (ke arah ini, misalnya ini kelompok proyek, termasuk terkenalMagLIF , berbagai instalasi pinch, dll.) Sedang dikembangkan. Pada saat yang sama, jika sintesis inersia dengan cepat mendapatkan dukungan dari militer, (yaitu, kondisi target mendekati kondisi senjata termonuklir), maka kompresi plasma bermagnet (FFP lebih lanjut) menjadi kiblat bagi para pemula. Yang paling terkenal adalah Tri Alpha Energy, Helion Energy dan mungkin General Fusion.


Pekerjaan injektor plasma. Dapat dilihat bahwa bahkan sebelum kompresi akhir dengan logam cair, plasma dikompresi beberapa kali, menaikkan suhu hingga 2 juta derajat dan densitas menjadi 0,06% dari yang dibutuhkan untuk reaksi termonuklir.

Instalasi General Fusion direncanakan sebagai pulsa - satu ledakan mikro termonuklir setiap 2 detik. Keuntungan besar dibandingkan dengan instalasi pulsa lainnya adalah tidak adanya elemen yang dapat dikonsumsi (holraum, liner, cartridge, dll.) - Anda hanya membutuhkan plasma dan drop lead. Setiap ledakan akan menghasilkan 720 megajoule panas, yang akan diserap oleh logam cair dan ditransfer ke generator uap melalui penukar panas.


Gambar desain reaktor daya. Elemen biru - kekuatan tegangan tinggi injektor plasma.

Sebagian uap akan bekerja sebagai pengemudi palu uap, dan sebagian lagi akan menghasilkan listrik 65 megawatt pada turbogenerator. Tentu saja, dalam pengaturan ini, kita juga akan memerlukan sistem yang agak canggih untuk memberi makan tegangan tinggi dari pelepasan plasma, pemurnian timbal, dan perbanyakan tritium (GF percaya bahwa ini dapat dilakukan dengan mencampur lithium ke dalam timbal cair. Dengan menyerap neutron termonuklir ia akan jatuh menjadi helium dan tritium), tetapi pertama-tama ini masih perlu untuk bertahan hidup. Secara umum, jika momen kunci - pengapian termonuklir - direalisasikan, dibandingkan dengan konsep reaktor fusi lainnya, ini akan menjadi terobosan dalam hal kesederhanaan dan murahnya.


Instalasi GF saat ini dengan loop logam cair, yang pada tahun 2013 memperoleh implikasi bola dengan kualitas yang diinginkan.

Namun, masalah utama di semua arah ini, dan mesin GF pada khususnya, adalah pengembangan ketidakstabilan yang tidak memungkinkan energi terkonsentrasi pada nilai yang diinginkan, tetapi tersebar di sekitar tanpa guna. Setiap asimetri dan ketidakakuratan dalam kompresi akan mengarah pada fakta bahwa output energi positif dari monster Steampunk ini tidak akan berfungsi. Masalah ini dalam satu atau lain bentuk saat ini telah berhasil mengubur lebih dari selusin konsep. Namun demikian, gagasan Michael Laberger menjalani banyak tes pada tahap model awal, dengan diskusi terbuka oleh komunitas ilmiah tentang hasilnya. Pendekatan inilah yang memungkinkan kami untuk menarik banyak investor serius (termasuk pendiri Amazon.com, Jeff Bezos).


Siapkan injektor plasma untuk tes.

Sejauh ini, GF penuh optimisme, meskipun meskipun berhasil menciptakan prototipe ukuran penuh dari semua elemen mesin (palu uap, bola dengan timbal cair, arester - generator vortex plasma) dan bahkan mesin itu sendiri selama dua tahun sekarang mereka belum menunjukkan hasil, yang kemungkinan besar mengindikasikan bahwa, seperti lusinan konsep lain dalam bidang ini, GF menghadapi kesulitan besar dalam hal konsentrasi energi.

Source: https://habr.com/ru/post/id382695/