ՎԱՇԻՆԳՏՈՆ, ԴԵԿՏԵՄԲԵՐԻ 13. ԱՄՆ էներգետիկայի նախարար Ջենիֆեր Գրանհոլմին (C) միանում է (LR) ... [+]
Getty Images
Միջուկային միաձուլման առաջընթացի վերաբերյալ բոլոր վերջին նորությունների հետ, ներառյալ Էներգետիկայի դեպարտամենտի հայտարարությունը, որ Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի գիտնականները հասել են միաձուլման ռեակցիայի՝ զուտ էներգիայի ավելացումով, հնարավորություն, որը վերջերս ստեղծվեց հարցազրույց անելու Tokamak Energy-ի գործադիր տնօրեն Քրիս Քելսալից: , պատահական էր թվում։
Ուրբաթ օրը նամակում Քելսալը DOE-ի հայտարարությունը անվանեց «տպավորիչ արդյունք: Մենք մրցավազքի մեջ ենք ժամանակի դեմ՝ հանածո վառելանյութերը աստիճանաբար հանելու և միաձուլումը համաշխարհային էներգիայի կարիքների համար գլոբալ հասանելի լուծում դարձնելու համար: Այս բնույթի առաջընթացը մեծ է արդյունաբերության համար, քանի որ ավելի շատ մասնավոր և պետական ներդրումներ են հոսում միաձուլման տեխնոլոգիայի մեջ»:
Մեր հարցազրույցի ժամանակ, որն արվել է մինչև DOE հայտարարությունը, Քելսալը նշել է, որ սահմանային զուտ էներգիայի շահույթը, ինչպիսին Livermore-ն էր անցյալ շաբաթ (3.15 մեգաջոուլ էներգիայի ելք՝ մատակարարված 2.05 մեգաջոուլ մուտքից), այնուամենայնիվ, մեծության մասնաբաժինն է։ էներգիայի զուտ շահույթ, որը պետք է ի վերջո ձեռք բերվի միաձուլման տեխնոլոգիան իսկապես մասշտաբային դարձնելու համար:
«Սա միայն էներգիայի զուտ շահույթն ապացուցելու մասին չէ», - ասաց նա ինձ: «Գիտնականներն այն անվանում են Q մեկից մեծ: Դա բավարար պայման չէ կոմերցիոն միաձուլման էներգիայի համար: Փաստորեն, մենք պետք է հասնենք առնվազն տասը Q-ի: «Մենք նպատակ ունենք 25-ի Q-ի՝ օպտիմալ առևտրային միաձուլման համար՝ տների և արդյունաբերության համար էներգիայի մշտական աղբյուր ապահովելու համար»:
Քելսալն ասում է, որ ընկերությունը 2030-ականների սկզբին մաքուր, ցանցին պատրաստ էներգիա ցուցադրելու ճանապարհին է: «Գնդաձև թոքամակը արդյունավետության զգալի առավելություններ ունի կոմպակտ էլեկտրակայաններում ծախսարդյունավետ միաձուլման էներգիայի ուղու վրա, որը կտեղակայվի ամբողջ աշխարհում: Մեր տեխնոլոգիան օգտագործում է ուժեղ մագնիսական դաշտեր՝ պլազման՝ միաձուլման վառելիքը, գնդաձև թոքամակի մեջ պարունակելու համար, որը կապահովի շարունակական հզորություն: Այժմ մենք կենտրոնացած ենք մեր ST80-HTS առաջադեմ նախատիպերի միաձուլման սարքի և մեր փորձնական կայանի՝ ST-E1-ի համար կարևոր նոու-հաուի մշակման վրա, քանի որ աշխատում ենք բոլորի համար մաքուր, անվտանգ, էժան միաձուլում ապահովելու ուղղությամբ»:
Հիմնվելով Milton Park-ում, որը գտնվում է Օքսֆորդից անմիջապես հարավ և Լոնդոնից արևմուտք, Tokamak Energy-ն հիմնադրվել է 2009 թվականին: «Լաբորատորիաները կապված են Օքսֆորդի համալսարանի հետ և ունեն միաձուլման տեխնոլոգիաների հետաքննության բավականին երկար ծագում, որը գալիս է մի քանի տասնամյակ առաջ: Այսպիսով, մենք մոտավորապես 13 տարեկան ենք: Մինչև մի քանի տարի առաջ մենք ընդամենը մի երկու տասնյակ մարդ ունեինք։ Այժմ մենք ավելի քան 230 մարդ ենք, և ունենք ավելի քան 20 ազգության անձնակազմ, բոլոր տարբեր տեսակի ֆիզիկոսներ, բոլոր տարբեր տեսակի ինժեներներ»:
Tokamak Energy-ի բիզնեսը կենտրոնացած է երկու հիմնական տեխնոլոգիաների շուրջ. և բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչ (HTS) մագնիսները, որոնք նրա ֆունկցիայի անբաժանելի մասն են: «Տոկամակ» բառը առաջացել է ռուսերեն «մագնիսական պարույրներով տորոիդային խցիկ» հապավումից: Դա իր ամենապարզ բառերով մի սարք է, որը նախատեսված է միջուկային ռեակցիա ստեղծելու և զսպելու համար, որը նմանակում է պլազմայի միաձուլումը, որը տեղի է ունենում Արեգակի և մյուս բոլոր աստղերի ներսում:
Tokamak Energy զսպման մոդուլի սխեման:
Tokamak Energy
Գերհաղորդիչ մագնիսները նախատեսված են Արեգակի զանգվածային ձգողականության դաշտը նմանակելու և պլազման սահմանափակելու համար: Պլազման ստեղծվում է գազային ջրածնային վառելիքի գերտաքացումից մինչև այն ձևավորի էլեկտրական լիցքավորված պլազմա՝ նյութի չորրորդ վիճակը, որը ոչ պինդ է, ոչ հեղուկ, ոչ գազ։ Արդյունքների միջուկային միաձուլման ռեակցիան ստեղծում է միայն փոքր ռադիոակտիվ ստորագրություն, որը չի ներկայացնում երկարաժամկետ, բարձր մակարդակի թափոններ կամ հարակից հեռացման հետ կապված խնդիրներ, որոնք բնորոշ են միջուկային տրոհման ներկայիս տեխնոլոգիային:
Առաջին անգամ հետազոտությունները սկսվեցին 1960-ականներին հիմնական tokamak տեխնոլոգիայի վրա՝ օգտագործելով զսպման մոդուլներ, որոնք նման էին օղակաձև բլիթների: Tokamak Energy-ն օգտագործում է փոփոխված տարբերակ, որն ունի գնդաձև ձև՝ միջուկով խնձորի նման: Ընկերության ներկայիս նպատակն է սկսել փոքր տարածքով էլեկտրակայանների նավատորմի տեղակայումը, որոնցից յուրաքանչյուրը 500-ականների կեսերին 2030 մեգավատ էլեկտրաէներգիա մատակարարելու կարողությամբ:
Քելսալն ասում է, որ «ոչ ավելի, քան մեկ կամ երկու ֆուտբոլային դաշտի չափի» փոքր հետքը, որը զուգորդվում է նվազագույն ռադիոակտիվության, թափոնների և հեռացման հետ կապված մտահոգությունների հետ, հնարավորություն կտա գործարանները տեղակայել բնակչության և արդյունաբերական կենտրոններում կամ մոտակայքում, այդպիսով կտրուկ նվազեցնելով ծախսերն ու ժամանակը: ուշացումներ՝ կապված էլեկտրահաղորդման մեծ ենթակառուցվածքների կառուցման անհրաժեշտության հետ։
Զարմանալի չէ, որ Քելսալը էներգիայի շուկաները համարում է միաձուլման էներգիայի ամենամեծ շուկայական հնարավորությունը և անհրաժեշտությունը: «Մենք գիտենք, որ մեր կլիմայական նպատակներին հասնելու համար աշխարհը պետք է զանգվածաբար էլեկտրիֆիկացվի», - ասում է նա: «Մեր ապագա ցանցերը նույնպես պետք է զգալիորեն աճեն: Այսպիսով, մենք տեսնում ենք, որ էլեկտրաէներգիայի շուկաները ներկայացնում են միաձուլման համար հասանելի շուկայական ընդհանուր հնարավորությունների մոտավորապես 60%-ը»:
Դժվար թեթևացող արդյունաբերական ոլորտների, ինչպիսիք են պողպատը, քիմիկատները, ցեմենտը և այլն, ածխաթթվայնացումը fusion-ի երկրորդ ամենամեծ պոտենցիալ մրցանակն է: «Դա հաճախ անտեսվում է, բայց դա կարևոր է», - ասում է Քելսալը: «Մենք դա տեսնում ենք որպես մեր թիրախային համաշխարհային շուկայի 30%-ը՝ ջերմության և էլեկտրաէներգիայի համակցված հնարավորությունների հետ մեկտեղ»:
Իսկ ի՞նչ կասեք վերականգնվող աղբյուրների, քամու և արևի մասին: «Մեր տեսակետն այն է, որ վերականգնվող աղբյուրները դեռևս իսկապես կարևոր են, բայց մարտահրավերը, որը մենք ունենք, այն է, որ դրանք միայնակ մեզ չեն հասցնի այն թիրախներին, որոնք մեզ անհրաժեշտ են ամբողջ աշխարհում», - պատասխանում է Քելսալը: «Սա միայն կլիմայի մասին չէ: Խոսքը վերաբերում է նաև էներգետիկ անվտանգությանը։
«Ուկրաինայում շարունակվող իրավիճակը մեզ հիշեցրեց, որ խոսքը միայն համակարգի ծախսերի նվազեցման մասին չէ, քանի որ միաձուլումը հանդես է գալիս որպես վերականգնվող էներգիայի լրացում: Սա նաև վերաբերում է համաշխարհային էներգիայի մատակարարման ճկունություն, շարժունություն և դիվերսիֆիկացիա ապահովելուն, այնպես որ եթե էներգիայի մեկ աղբյուրը կրճատի, մենք ամբողջովին ճգնաժամի մեջ չենք: Այսօր մի աշխարհ է, որտեղ մեզ հիշեցնում են, որ էներգետիկ անվտանգությունը ազգային անվտանգությունն է, և ես կարծում եմ, որ մի շարք կառավարությունների այդ մասին հիշեցրել են դժվարին ճանապարհով: Եվրոպան շատ բացահայտված է. Այսպիսով, դա կլիմայական թիրախներին միաձուլման միջոցով լուծելու խնդիրն է, որը կարևոր լրացում է վերականգնվող էներգիային: Խոսքը էներգետիկ անվտանգության մասին է։ Խոսքն ավելի ցածր ծախսերի մասին է: Այսպիսով, սա է եռյակը. այն նաև պետք է լինի մատչելի»:
Tokamak Energy-ում գլխավոր տնօրենի պաշտոնը ստանձնելուց հետո երկու տարվա ընթացքում Քելսալն ասում է, որ տեսել է միջուկային միաձուլման ոլորտում ներդրողների հետաքրքրության կտրուկ աճ: «Վերջին 12 ամիսների ընթացքում ներդրողների ախորժակի և միաձուլման տարածքի նկատմամբ հետաքրքրության շոշափելի փոփոխություն է եղել», - ասում է նա: «Վերջին տարիներին ոլորտն ունեցել է ավելի քան 5 միլիարդ դոլարի սեփական կապիտալ ներդրումներ, որոնք ստացվել են բարձրագույն ինստիտուցիոնալ, ինքնիշխան հարստությունից և ռազմավարական անուններից, ինչպես նաև գերբարձր զուտ արժեքով ազդեցիկներից և էներգիայի գործողներից՝ հաճախ իրենց վենչուրային ստորաբաժանումների միջոցով»:
Նա նաև խրախուսելի է համարում Եվրոպայի, իսկ վերջերս՝ Միացյալ Նահանգների կառավարությունների նախաձեռնությունները՝ առաջնահերթություն տալ միաձուլման հետ կապված հետազոտությունների և զարգացման ֆինանսավորմանը: «Մենք իսկապես հարգում և հիանում ենք էկոհամակարգով, որը ձևավորվում է ԱՄՆ-ում: Մենք մի քանի հիանալի համագործակցություն ենք ունեցել Իլինոյսի համալսարանի և Փրինսթոնի պլազմայի ֆիզիկայի լաբորատորիայի, Oak Ridge-ի և այլոց հետ, և մենք ցանկանում ենք շարունակել այդ ճանապարհը», - ասում է Քելսալը:
«ԱՄՆ կառավարությունը գիտակցել է, որ միաձուլումը աշխարհառազմավարական նշանակություն ունի, և սկսել է հանրային/մասնավոր ուղենիշային ֆինանսավորման ծրագիր, որը նախորդ ծրագրի անալոգն է, որն ի վերջո զիջեց SpaceX-ին որպես ՆԱՍԱ-ի ուղեծրային առաքման հարթակների նախընտրելի մատակարար: Եվ մյուս մեծ դրականն ակնհայտորեն Գնաճի նվազեցման ակտն է, որը ներառում է 280 միլիոն դոլարի ֆինանսավորում, որը հատկացվել է Էներգետիկայի նախարարությանը՝ միաձուլման հետազոտությունների և զարգացման համար»:
Ընդհանուր առմամբ, դա ավելի ու ավելի խոստումնալից ներդրումային միջավայր է այսօր միաձուլման էներգիայի հետազոտությամբ և մշակմամբ զբաղվողների համար: Tokamak Energy-ի և միաձուլման այլ հավակնոտ ընկերությունների մարտահրավերն է ցույց տալ, որ իրենց համապատասխան տեխնոլոգիաներն ու գործընթացները կարող են հասնել էներգիայի զուտ շահույթի այն մեծություններին, որոնք կդարձնեն դրանք տնտեսական առումով մասշտաբային:
Ինչպես ասում է Քելսալը, դա մրցավազք է ժամանակի դեմ, որն ամեն օր հրատապ է դառնում:
Աղբյուր՝ https://www.forbes.com/sites/davidblackmon/2022/12/19/tokamak-energy-ceo-sees-promising-days-ahead-for-nuclear-fusion/