Două companii britanice încrezătoare în descoperirea fuziunii nucleare

două companii britanice mici cred că sunt pe punctul de a face o descoperire care a evitat oamenii de știință de mai bine de 60 de ani — să furnizeze energie curată și ieftină prin valorificarea reacției de fuziune nucleară care alimentează soarele.

eșecul încercărilor susținute de a dezvolta puterea de fuziune din anii 1950 a lăsat întreprinderea afectată de afirmații că este o misiune proastă. Dar acest lucru nu a împiedicat investitorii să sprijine oamenii de știință care lucrează la abordări destul de diferite la două laboratoare private din Oxfordshire: Energia Tokamak și prima fuziune a luminii. ambele și-au stabilit obiectivul ambițios de a livra un reactor funcțional gata de comercializare până în 2030, cu 10 ani mai devreme decât autoritatea britanică pentru Energie Atomică din apropiere, care conduce programul de fuziune finanțat de stat.

în anii 1950, UKAEA a construit reactorul de fuziune Zeta, care a fost salutat la acea vreme ca un triumf tehnologic britanic care oferă o putere nelimitată prea ieftină la metru. Zeta s-a închis în 1968, nereușind să producă energie utilă. cu toate acestea, progresele tehnice recente i-au convins pe investitori să pompeze 50 m în energia Tokamak și încă 25 m în prima fuziune ușoară.

în același timp, ukaea lucrează la o nouă generație de reactoare de fuziune la centrul său științific Culham, toate bazate pe designul „Tokamak” care a apărut în Uniunea Sovietică în anii 1950. Acest vas de reacție rotund ține combustibilul-o plasmă de deuteriu și tritiu supraîncălzit-în loc cu magneți puternici în timp ce își ridică temperatura peste 100MC, astfel încât nucleele atomice fuzionează și eliberează cantități mari de energie. UKAEA lucrează la proiectarea reactorului său experimental de generație următoare, cunoscut sub numele de Step (Tokamak sferic pentru producția de energie), pentru care guvernul a anunțat investiții publice de 220 milioane de euro chiar înainte de alegerile generale. Boris Johnson, prim-ministru, entuziasmat de tehnologie în timpul campaniei electorale și părea angajat personal să mențină ceea ce el a numit „Conducerea globală” a Marii Britanii în cercetarea fuziunii.”reactorul Step va fi un plan inovator pentru o centrală electrică de fuziune condusă comercial, oferind perspectiva realistă de a construi o centrală electrică până în 2040″, a declarat Ian Chapman, directorul executiv al UKAEA.dar companiile private de fuziune din Oxfordshire au programe mai ambițioase. Tokamak Energy, care a fost scos din UKAEA în 2009 și are 80 de angajați în apropiere Milton, este gata să facă următorul pas după încălzirea plasmei în reactorul său SP40 la 15mc. „Suntem pe curs pentru 100mC, temperatura la care fuziunea ar putea începe, până în martie viitoare”, a declarat David Kingham, vicepreședinte executiv.

obiectivul Tokamak Energy este de a genera 2025 și să aibă o fabrică comercială gata până în 2030. „Înțelegem că laboratoarele guvernamentale trebuie să fie mai precaute în programele lor”, a spus domnul Kingsam. „Ne propunem să avem un dispozitiv de 150 MW pe care să îl putem licenția persoanelor care sunt bune la construirea centralelor electrice.”

prima fuziune de lumină, filate de la Universitatea Oxford în 2011, este de pionierat destul de o abordare diferită. În loc să limiteze reactanții într-un câmp magnetic puternic și să-i supraîncălzească, își propune să atingă condițiile extreme necesare inițierii fuziunii prin arderea unui număr mare de proiectile mici de cupru simultan la viteză hipersonică într-o capsulă minusculă care conține deuteriu și combustibil de tritiu.”în timp ce fuziunea magnetică este ca un cuptor care este întotdeauna pornit, fuziunea proiectilelor noastre este un proces pulsat care transferă energia din fiecare lovitură în lichidul de răcire cu litiu lichid”, a declarat Nick Hawker, directorul executiv al First Light. el a spus că se așteaptă să demonstreze la începutul anului 2020 că sistemul realizează fuziunea și vizează Sfântul Graal, cunoscut sub numele de „câștig”, care este atunci când reactorul generează mai multă energie decât este folosit pentru a declanșa reacția până în 2024. First Light lucrează deja cu compania de inginerie Mott MacDonald la proiectarea unui reactor comercial, cu scopul de a avea o instalație de fuziune care să alimenteze rețeaua până la începutul anilor 2030.

„susțin foarte mult companiile private de fuziune, iar UKAEA se angajează să colaboreze cu acestea pentru a ajuta la dezvoltarea tehnologiei lor”, a spus dl Chapman. „Promisiunea fuziunii este atât de mare încât va exista întotdeauna un loc pentru inovație în design.”

între timp, UKAEA continuă să gestioneze implicarea țării în mare proiecte internaționale de fuziune. La Culham găzduiește Torus European comun sau JET, cel mai mare și mai puternic tokamak din lume și punctul central al Programului UE de cercetare în domeniul fuziunii.

JET funcționează din 1983. Un punct culminant a venit în 1997, când a fost alimentat cu un amestec de reacție deuteriu-tritiu și a obținut un record mondial pentru puterea de fuziune de 16 megawați în 1997, deși aceasta a fost mai mică decât energia introdusă pentru încălzirea plasmei.

în ultimii ani, experimentele de la JET au ajutat la proiectarea și construcția Iter, o mașină de fuziune la scară largă cu un vas de reacție înalt de 10 metri (comparativ cu 4,3 metri pentru JET), care este construit de un consorțiu global de guverne din sudul Franței.

se confruntă cu întârzieri și depășiri de costuri — estimarea actuală este de 22 miliarde USD — Iter este acum setat să înceapă să funcționeze în 2025. Programul prevede ca JET să funcționeze cel puțin până în 2024, inclusiv mai multe curse cu combustibil deuteriu-tritiu, deși acest program va depinde de relația post-Brexit a Regatului Unit cu UE și Euratom.deși nimeni nu știe exact când va sosi puterea de fuziune comercială — și în ce formă — Domnul Chapman și-a exprimat încrederea totală în eventuala sa sosire. „Vom avea fuziune”, a spus el, ” iar Oxfordshire va fi implicat îndeaproape în realizarea acesteia.”