Fusão geral
Hoje vou falar sobre um projeto alternativo para a criação de um reator de fusão termonuclear controlada, que pessoalmente gosto pela sua absoluta dissimilaridade de engenharia com qualquer coisa. Estamos falando da startup canadense General Fusion , que existe há mais de 10 anos e arrecadou cerca de US $ 100 milhões para seu desenvolvimento durante esse período.
Co-fundadores de Doug Richardson (à esquerda) e Michel Laberge (à direita) no contexto de um injetor de plasma para seu carro.Agora ouça a ideia que você pode coletar tanto dinheiro. No reator esférico GF, centenas de poderosos martelos a vapor colocados ao redor do perímetro atingem sincronicamente uma “gota” rotativa de três metros de chumbo derretido para formar uma onda esférica convergente. No centro da gota, permanece um canal vertical no qual os vórtices plasmáticos são injetados a partir da mistura de deutério-trítio. A operação precisamente calculada do sistema levará à compressão exatamente no centro da formação do plasma pela parede do metal líquido e ocorrerá uma reação termonuclear, durante a qual será liberada a explosão equivalente a várias centenas de quilos de TNT.
Esfera experimental com 14 martelos a vapor, sobre a qual foi testado o princípio da formação de uma onda de choque convergente.
A imagem projetada do reator de potência neste princípio e a sequência de sua operação.O invólucro metálico líquido em colapso ao redor dos vórtices plasmáticos foi considerado um fator determinante da reação termonuclear nos anos 70, na instalação conceitual do LINUS. No entanto, os anos 70 ... 80 - era o momento da vitória dos tokamaks, as primeiras instalações que atingiram a manifestação de reações termonucleares. As mãos não alcançaram LINUS.
O conceito original da LINUS, 1979Mas, nos anos 90, quando a decepção começou com tokamaks e armadilhas magnéticas em geral, dois ramos alternativos das instalações termonucleares baseadas na síntese inercial ("fusão termonuclear a laser") e a idéia menos conhecida de compressão de plasma magnetizado (nessa direção, por exemplo) este grupo de projetos, incluindo o bem conhecidoMagLIF , várias instalações de aperto, etc.) estão sendo desenvolvidas. Ao mesmo tempo, se a síntese inercial obtém rapidamente o apoio dos militares (ou seja, as condições no alvo são próximas às das armas termonucleares), a compressão do plasma magnetizado (FFP adicional) se torna uma meca para as startups. Os mais famosos deles são Tri Alpha Energy, Helion Energy e talvez General Fusion.
Trabalho de um injetor de plasma. Pode-se observar que mesmo antes da compressão final com metal líquido, o plasma é comprimido várias vezes, elevando a temperatura para 2 milhões de graus e a densidade para 0,06% da necessária para uma reação termonuclear.A instalação do General Fusion é planejada como um pulso - uma microexplosão termonuclear a cada 2 segundos. Uma grande vantagem em comparação com outras instalações de pulso é a ausência de elementos consumíveis (holraums, camisas, cartuchos etc.) - você só precisa de plasma e queda de chumbo. Cada explosão produzirá 720 megajoules de calor, que serão absorvidos pelo metal líquido e transferidos para o gerador de vapor através de um trocador de calor.
Projete a imagem de um reator de potência. Elementos azuis - potência de alta tensão dos injetores de plasma.Parte do vapor funcionará como um martelo a vapor e parte gerará 65 megawatts de eletricidade em um turbogerador. É claro que, nessa configuração, também precisaremos de um sistema bastante sofisticado para alimentação de alta tensão de descarregadores de plasma, purificação de chumbo e propagação de trítio (a GF acredita que isso pode ser feito misturando lítio em chumbo líquido. Ao absorver nêutrons termonucleares, ele se desintegrará em hélio e trítio), mas antes de tudo isso ainda precisa sobreviver. Em geral, se o momento chave - ignição termonuclear - for realizado, comparado a outros conceitos de reatores de fusão, será um avanço em termos de simplicidade e baixo custo.
A atual instalação GF com um loop de metal líquido, em que em 2013 obteve implosões esféricas da qualidade desejada.No entanto, o principal problema em toda essa direção, e a máquina GF em particular, é o desenvolvimento de instabilidades que não permitem que a energia seja concentrada nos valores desejados, mas a espalham inutilmente. Quaisquer assimetrias e imprecisões na compressão levarão ao fato de que uma saída positiva de energia desse monstro Steampunk não funcionará. Esse problema, de uma forma ou de outra, no momento enterrou com sucesso mais de uma dúzia de conceitos. No entanto, a ideia de Michael Laberger passou por muitos testes nos estágios iniciais do modelo, com discussões abertas pela comunidade científica dos resultados. Foi essa abordagem que nos permitiu atrair muitos investidores sérios (incluindo o fundador da Amazon.com, Jeff Bezos).
Configure um injetor de plasma para testes.Até agora, a GF está cheia de otimismo, apesar da criação bem-sucedida de protótipos em tamanho real de todos os elementos da máquina (martelos a vapor, esferas com chumbo líquido, pára-raios - geradores de vórtice de plasma) e até a própria máquina há dois anos, eles não apresentaram resultados, o que provavelmente indica que, como dezenas de outros conceitos nesse campo, a GF encontrou grandes dificuldades no caminho da concentração de energia. Source: https://habr.com/ru/post/pt382695/
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