Малката лаборатория, която революционизира ядрената енергетика

Наука 17.07.2020 09:04 Снимка: ДНЕС+

Малката лаборатория, която революционизира ядрената енергетика

Ядрената енергия има големи надежди да се завърне като сериозен конкурент в комуналния сектор. Най-голямата надежда като че ли се крие в развитието на технологиите за ядрен синтез, което обаче изисква големи инвестиции и години тежък труд, преди разработената технология да спечели регулаторно одобрение. Плътният плазмен фокус (Dense plasma focus - DPF) обаче може да даде тласък на ядрения синтез и да го направи много по-бърз и икономически осъществим.

Базираната в щата Ню Джърси Lawrenceville Plasma Physics, известна още като LPPFusion, скоро може да изиграе водеща роля по пътя за преминаване към ядрен синтез чрез DPF, пишат авторите на ОilPrice.

Досега скъпите мащабни експериментални съоръжения, използващи лазери с висока мощност и микровълнови генератори, атомни частици, гигантски свръхпроводящи магнитни системи и други съвременни технологии, са като норма за проектите за ядрен синтез. Но всичко това излиза доста скъпо и изисква няколко години в процес на тестване и разработка. Един от най-големите от тези термоядрени проекти е гигантският международен експериментален реактор (International Torus Experimental Reactor - ITER), който се изгражда в Южна Франция. Сега приблизителните разходи по него възлизат на над 40 милиарда долара.

Технологията DPF обаче отваря вратата към модерно и сравнително евтино бъдеще за ядрения синтез - и за спечелване на повече подкрепа за ядрената енергия като интелигентен източник на енергия. И това идва години, след като сегашната технология за ядрено делене загуби подкрепа в световен мащаб заради рисковете, които крие.

Оглавяван от физика Ерик Лернер, който се смята за един от водещите световни експерти по използването на плазма за ядрен синтез, екипът на LPPFusion постигна значителен успех през 2016 година, когато устройството на учените достигна йонна температура от 2,8 милиарда градуса - най-високата температура, постигната при всички експерименти досега. Тази температура е около над 200 пъти по-голяма от тази в центъра на слънцето и над 15 пъти по-висока от прогнозираната максимална температура, която евентуално ще бъде достигната от ITER във Франция.

LPPFusion вдигна летвата и се приближава до създаването на условия, достатъчно добри за постигане на нетно производство на енергия - което се изравнява с брутното производство на електроенергия, минус консумацията на спомагателните услуги на електроцентралите. И досега това е направено със скромния бюджет от 7 милиона долара, който лабораторията е инвестирала, с подкрепата на няколко специализирани сътрудници. Лернер и екипът казват, че са повишили работата на своята DPF технология и са близо до създаването на условия, достатъчни за генериране на нетна енергия - още един убедителен аргумент за получаване на подкрепа за технологията.

Генераторът на мощност на учените използва водород-бор, вместо използваните в стандартното гориво деутерий-тритий. Водородният бор не генерира никакви радиоактивни отпадъци и се счита, че от него има неограничен запас (от гориво). Горивото също така предлага възможност за директно преобразуване на термоядрената енергия в електрическа енергия.

Ядреният синтез има впечатляващи защитници по света като основателя на Microsoft Бил Гейтс и норвежката петролна и газова компания Equinor. Но като цяло възобновяемите енергийни източници, включително вятър, хидро и слънчева енергия, сега са основният конкурент на ядрената енергия.

Американската администрация за енергийна информация съобщи, че през 2019 година ядрената енергия съставлява 20% от целия енергиен микс в САЩ, следвана от възобновяемите енергийни източници с 17%. Природният газ е начело с 38%, следван от въглищата с 23%. Оказа се и че цели 55% от нисковъглеродната енергия в първата световна икономика идват именно от ядрени мощности, което е повече от всички ВЕИ взети заедно.

Самото изграждане на електроцентралите може да бъде още едно конкурентно предимство на DPF технологията пред по-скъпите термоядрени генератори. Неговите електроцентрали с водороден бор биха предложили малък размер на самите мощности, ниска инвестиционна цена, нисък разход на гориво и високо ниво на безопасност. Според прогнозите DPF технологията може да намали разходите за производство на електроенергия 10 пъти или повече в сравнение със съществуващите конвенционални и алтернативни енергийни технологии.

DPF технологията съществува в различни форми от 60-те години насам. Тя е използвана в няколко университетски и правителствени лаборатории по целия свят за изследвания на качествата на плазмата. Технологията се използва и като източник на рентгенови лъчи и неутрони.

Привържениците се надяват, че DPF технологията ще се превърне в така необходимия мост за ядрения синтез, така че ядрената енергия ​​да достигне нивото на подкрепа, необходимо за преминаване на правителствените регулации и получаване на необходимите финансови средства, което да помогне технологията да се превърне във водещ алтернативен източник на електроцентралите./money.bg

CHF CHF 1 2.01549
GBP GBP 1 2.2841
RON RON 10 3.93068
TRY TRY 100 5.63583
USD USD 1 1.83147