Ядреното начинание в Обединеното кралство има за цел да реализира мечтата за термоядрения синтез

Предприятието в Обединеното кралство за построяването на първата в света термоядрена електроцентрала ще заеме централно място тази седмица, защото неговият предходник, подкрепян от Европейски Съюз, завърши активността си след 40 рекордни години.

Новият план за кълбовиден токамак за произвеждане на сила (STEP), който ще бъде построен в Нотингамшир, има за цел да употребява пионерска технология за реактори в опит най-сетне да потвърди обещанието на термоядрения синтез като безвреден и евентуално изобилен източник на нисковъглеродна сила.

STEP наследява плана Joint European Torus (JET) отвън Оксфорд, който организира последния си опит през декември и ще разгласи окончателните „ крайъгълни резултати “ в четвъртък.

Преходът идва във време, когато изменението на климата и геополитическият спор насърчиха вълна от обществени и частни вложения в региона на проучванията на термоядрения синтез.

„ Глобалният интерес към термоядрения синтез ... мина през изключителна промяна през последните няколко години “, сподели Тим Бестуик, заместник-изпълнителен шеф на Службата за атомна сила на Обединеното кралство (UKAEA), която ръководи английската стратегия за термоядрен синтез.

„ Нещото, което се промени най-вече, е необятно публикуваното осъзнаване, че се нуждаем от нещо с атрибутите на термоядрената сила, което да ни измъкне от провокациите, които имаме както във връзка с сигурността, по този начин и на нисковъглеродната сила “, сподели той.

Голямото заричане на Fusion е, че посредством пресъздаване на реакцията, която генерира слънчевата топлота, електроцентралите ще могат да създават изобилна сила на всички места по света.

Процесът включва нагряване на плазма от два водородни изотопа – нормално деутерий и тритий – до рискови температури, тъй че те да се слеят, произвеждайки хелий и неутрони.

Реакцията не основава дълготрайни радиоактивни боклуци, изотопите могат да бъдат получени в огромни количества, а дребна чаша от горивото има капацитета да зарежда къща в продължение на стотици години.

Въпреки това, след четири десетилетия опити, технологията към момента е на години от това да потвърди, че може да генерира търговски жизнеспособна сила.

Обединеното кралство е в челните редици на проучванията на термоядрения синтез значително, тъй като от решението за създаване на JET — съдействие сред държави-членки на Европейски Съюз, Швейцария, Обединеното кралство и Украйна — тъкмо отвън Оксфорд при започване на 80-те години.

Открит е от кралица Елизабет II през 1984 година, основава първия деутерий -тритиева плазма през 1991 година и сложи международен връх за произвеждане на сила през 1997 година JET сложи друга забележителност през 2021 година, произвеждайки задоволително сила в петсекундна реакция, с цел да заври към 60 чайника, макар че това към момента беше доста по-малко сила от изразходваната от опита.

Мелани Уиндридж, основен изпълнителен шеф на консултантската група Fusion Energy Insights, сподели, че JET „ работи и прави авангардна физика от десетилетия и десетилетия по-дълго, в сравнение с в миналото е било планувано “.

Съгласно настоящия график на държавното управление, машината STEP няма да стартира да работи до началото на 2040 година Но екологичната и политическата необходимост биха могли да доведат до това.

„ Ще разгледаме доста деликатно опцията да ускорим напредъка “, сподели Дейвид Ган, организационен ръководител на UK Industrial Fusion Solutions, държавният орган, виновен за доставката на централата.

Докато JET беше пробна машина, главната цел на STEP е да създава електричество за мрежата по метод, който има търговски смисъл. Той ще бъде издигнат на мястото на изведена от употреба електроцентрала на въглища.

Изкуственият разсъдък, изключително машинното образование, е надъхан да играе основна роля в STEP, позволявайки на учените да тестват цифрови версии на технологията, преди да се ангажират с дизайн, сподели Ган.

STEP, сходно на JET, ще бъде тип термоядрена машина, известна като токамак. Но до момента в който JET и почти 50-те други работещи токамака в света са с форма на поничка, STEP ще бъде кълбовиден като „ ябълка с тънка вътрешност “, сподели Ган.

Чрез доближаване на прегрятата плазма до стената на машината, сферичните токамаци на доктрина могат да бъдат по-компактни и да употребяват по-малки, по-евтини магнити. Това може да ги направи по-лесни за комерсиализация, макар че ще изискват големи инженерни подвизи.

Токамаците нагряват плазмата до температури 10 пъти по-високи от центъра на Слънцето и употребяват течен хелий при температура, близка до безспорната нула — минус 273C — като охладител за техните свръхпроводящи магнити.

„ В рамките на два метра едно от друго вие имате най-горещото място в слънчевата система и някои от най-ниските температури на земята “, сподели Джо Милнс, някогашен началник на интервенциите на JET и в този момент изпълнителен шеф за инженеринг и компютри в UKAEA. „ Как се прави машина, която може да се оправи с това предизвикателство? Трябва да действаш и да го направиш. ”

Едно от преимуществата на термоядрения синтез е, че за разлика от нуклеарното разделяне, той не основава радиоактивно отработено гориво, което би трябвало да се съхранява в сигурни силози в продължение на хиляди години.

Тритият е леко радиоактивен, само че когато Financial Times посети оборудването в Оксфордшър, беше допустимо да се премине оттатък гигантските бетонни щитови порти и в големия хангар на токамака, макар че последната реакция беше осъществена по-малко от пет седмици преди този момент.

Последната задача на JET ще бъде да разглоби токамака, което е първият опит за цялостно извеждане от употреба. Това би трябвало да докара до скъпи нови прозрения, не на последно място за роботизираните техники, които ще бъдат употребявани в процеса.

Някои ръководители на термоядрената промишленост сложиха под подозрение решението на Обединеното кралство да се концентрира върху един единствен план за термоядрен синтез. Правителството на Съединени американски щати, за разлика от тях, поддържа няколко започващи компании, употребяващи разнообразни подходи.

Windridge от Fusion Energy Insights отхвърли тези опасения. „ Можем да приказваме десетилетия за това кой вид може да е най-хубавият, само че в последна сметка би трябвало да изградите неща, би трябвало да опитате нещата и да видите какво работи “, сподели тя.

STEP в този момент ще поеме огромно предизвикателство да превърнем дългогодишната фантазия за термоядрена сила в действителност, макар множеството забранителни спънки.

„ Това е задача “, сподели Бестуик от UKAEA. „ И считаме, че задачата си заслужава. “