طاقة إندماج وشيكة

هل يمكن أن يحدث تواجد طاقة الانصهار في وقت أقرب مما تعتقدون

لوكهيد جديدة Skunkworks تعد بمشروع ذى عوائد ضخمة في حزمة مدمجة.


إنتاج البلازما في توكاماك كروية، والتي يمكن استخدامها لتوفير الطاقة العالية النيوترونات


في العرض التقديمي الذي يبدو أنه إنبثق من العصر الذري ، لوكهيد Skunkworks تقول أنه قد يكون أمامنا عقد من الزمان بعيدا عن إنتاج محطة للطاقة مضغوطة تعتمد على مفاعلات الاندماج. على عكس المفاعلات النووية الحالية، وكلها تستخدام الانشطار، والانصهار النووي لا ينتج بسهولة المواد التي يمكن استخدامها في الأسلحة النووية. كما تقدم مفاعلات الاندماج بشكل أفضل الاحتواء وأسهل منع تسرب، وزيادة كفاءة استخدام الطاقة، والنفايات المشعة أقل بشكل كبير.

ابناء العمومة انشطار الخاصة بهم. بطبيعة الحال ، هذا مع شيء واعد ، يجب أن يكون هناك كمية الناتج

رسم مقطعى يوضح مشروع مفاعل ITER توكاماك .

على الرغم من حقيقة أنه قد تم إعتماد الاندماج النووي كمصدر للطاقة منذ الخمسينات ، فإن مفاعلات الاندماج يجب أن يتم تحولها بفاعلية الى مصدر للطاقة العادية. Tokamaks ، كان أول نوع من مفاعلات الاندماج تم تطويرها،وتلك تقوم بتوليد الطاقة باستخدام مغناطيسات لضغط وتسخين البلازما في حلقة عملاقة. ولمحاولة إنجاح هذا التطور نحتاج إلى فراغ الغرفة ضخمة على شكل كعكة، ويمكن أن يستغرق الأمر سنوات للانتقال من تشييد المفاعلات حتى نصل إلى توليد الطاقة. كان هناك شيء من إحياء الحديث حول محاولات إنجاز مفاعلات الاندماج، ولكن معظم التصاميم لا تزال تعهدات هائلة, تتطلب الكثير من الموارد والبنية التحتية التي عادة ما تحجم الحكومات عن تقديمها. ومثل هذه الجهود يتطلب تنسيقها صعوبات في أفضل الأوقات ، ويمكن أن يكون من المستحيل إقرارها خلال القيود المالية الشديدة.

توكاماك المجال المغناطيسي والتيار الكهربى. ويظهر في الشكل مجال وملفات حلقية باللون (الأزرق) التي تنتج ذلك، وتيار البلازما باللون (الأحمر) وحقل poloidal المنتجة بها، والمجال الملتوي الناتج عندما تتم إضافتها

.


ذلك في جزء منه، انها جدوى المشروع الجديد لوكهيد الذي يجعل من ذلك مقنعة. أصغر بكثير من محاولات الانصهار التقليدية، ويستخدم مفاعل الاندماج المضغوط اسطوانة، وليس حلقة، الأمر الذي يجعل الحقل مغناطيسي أضخم ويتيح أقل نقطة تمكن الطاقة من الهروب. وهذا يمكن أن يجعل هذا المفاعل صغيرا بما يكفي لشاحنة أن تحمله وقويا بما يكفي لتوليد الطاقة ل100،000 منزل. لوكهيد تأمل أن أن تعطى نموذجا للإختبار متاحا بحلول عام 2017،ومن ثم تطوير ورفع مستوى الإنتاج الفعلى بحلول عام 2022.

توكاماك القائم في أكسفورد تركز على حلول وتصميمات مفاعل الاندماج سوبر المدمج والذى سوف يسخر النيوترون المنتج من الانصهار لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

تفاعلات الاندماج النووي تنتج وفرة من النيوترونات عالية الطاقة التي تتطلبها التكنولوجيا الرائدة.

مفاعل توكاماك الإنصهارى الكروى هو مجرد مترين في القطر ولكن يمكنها توفير ميجاوات من النيوترونات , بينما تعمل في درجة حرارة البلازما المتواضعة

طلبات الحصول على هذه النيوترونات الانصهارية تشمل إنتاج النظائر للاستخدام الطبي، وتحول النفايات من محطات الطاقة النووية الحالية، صفر الكربون إنتاج الهيدروجين على نطاق متسع , مع الحفاظ على مستوى الكربون صفر ومفاعلات الانشطار - الانصهار الهجين (أو دون الحرجة).

وقدمت الشركة طلبات براءات الاختراع للتصميم الأولي الذي هو من بنات أفكار Gryaznevich ميخائيل و آلان سايكس الذين عملوا على أبحاث الانصهار لمدة 20 عاما.

وقال سايكس ، المدير الفني لحلول توكاماك: "إن عملية الانصهار تنتج وفرة من النيوترونات وباستخدام توكاماك الكروية يمكن أن يتم ذلك بكفاءة عالية. وهذا يعني أن مصدر النيوترونات الانصهارية، مع طائفة واسعة من التطبيقات، يمكن أن يتحقق على نطاق أصغر بكثير من مصدر للطاقة الانصهارية من النوع ITER ".

واحدة من أكثر التطبيقات الواعدة ، وفقا للشركة، تقع في استخدام النيوترونات لتدمير الأكتينيدات الطفيفة في النفايات النووية المشعة، والتي تشكل مشكلة خاصة للتخلص من تلك النفايات.

وأوضح Gryaznevich ، رئيس المكتب العلمي : "دفن الأكتينيدات الطفيفة مكلف ومحفوف بالمخاطر لأنها تخضع للتسوس الانشطاري على مدى آلاف السنين، مع إنبعاث الحرارة وشظايا مشعة، مما يجعل من الصعب احتوائها. لدينا مصدر سوبر النيوترون الانصهارى المضغوط هو أول نظام يعتمد على التكنولوجيا المتاحة حاليا مع القدرة على انتاج النيوترونات اللازمة لهذا النظام النظيف".