Lockheed Martin обіцяє створити практично вічне джерело дешевої енергії всього через 10 років
У жовтні американська компанія Lockheed Martin представила проект компактного термоядерного реактора. Керівник розробок Томас МакГвайр, який очолює дослідницький підрозділ Skunk Works, заявив, що їх дітище стане світовою революцією в енергетиці, забезпечивши людство нескінченною і дешевою енергією, яка відправить на смітник історії нафту і газ.
В Lockheed Martin розраховують, що через п'ять років з'явиться перший робочий прототип, який поміститься на причіп звичайної вантажівки. А через 10 років в серію підуть компактні реактори, які можна буде поставити на підводний човен або навіть літак. Потужність установки - близько 100 МВт. Цього достатньо, щоб забезпечувати енергією приблизно 80 тис. приватних будинків або з десяток швидкісних поїздів Eurostar.
Вчені, які займаються термоядерними розробками, дивуються, як компанії за короткий термін вдасться створити технологію, яка була недосяжною останні півстоліття. "Зараз ми підійшли впритул до таємниці ядерного синтезу, - розповів Майкл Кларенс з міжнародного термоядерного проекту ITER. - Але нам потрібно ще не менше 20 років, щоб дати першу енергію". Скептицизм Кларенса цілком зрозумілий. Робота над ITER ведеться з 1985 року, в ній беруть участь 35 країн, але експериментальний термоядерний реактор-токамак буде побудований в кращому випадку до 2020 року, після чого ще років 15 піде на експерименти. При цьому розміром він буде з невеликий мікрорайон - для перевезення всіх його складових знадобляться сотні вантажівок, на яких всього через п'ять років обіцяє розмістити свій реактор Lockheed Martin.
Штучне Сонце
Реакція термоядерного синтезу, при якій ядра елементів не розщеплюються, а зливаються, - для науки давно не новина. За таким принципом побудована воднева бомба, схожі процеси відбуваються на Сонці та інших зірках - під дією величезного тиску і температури атоми водню в результаті злиття перетворюються в гелій, виділяючи велику кількість енергії.
Проблема в тому, щоб створити умови, при яких атоми подолають сили відштовхування і вступають в реакцію. І зробити її "енергетично позитивної" - щоб енергія, що виділяється при злитті ядер, перевищувала енергію, витрачену на створення умов для злиття. Цього результату після майже півстоліття дослідів вдалося досягти лише в кінці 2013 року в лабораторії імені Лоуренса в Лівермора (Lawrence Livermore National Laboratory, США). Ліверморській експеримент нагадував створення мініатюрної водневої бомби: заморожена воднева мішень діаметром 2 мм була підпалена" 192 потужними лазерами. Вихід енергії виявився приблизно в півтора рази більше енерговитрат на запуск реакції. Але сама вона тривала незначні частки секунди і носила скоріше науковий, ніж практичний інтерес, - побудувати "пульсуючий" термоядерний реактор неймовірно складно і через проблеми з подачею палива.
Так що поки найбільш перспективною схемою для комерційного термоядерного синтезу залишається магнітна пастка - вакуумна камера з зверхперегрітою плазмою, в якій створюють умови для ланцюгової реакції. Енергію у вигляді тепла в цьому випадку можна "знімати" зі стінок реактора за тим же принципом, як і на діючих атомних станціях.
Конкуренти з ITER
За минулі з перших експериментів десятиліття були випробувані кілька принципово відмінних форм пастки і маса їх комбінацій: схожі на зігнуту в трьох вимірах вісімку стеллари, циліндричні пробкотрони, тороїдальні токамаки. Зараз головною надією вчених залишаються останні: нитка плазми в них замкнута в петлю і поміщена в вакуумну камеру у формі тора, з-за чого такі проекти і отримали свою назву (Тороїдальна Камера з Магнітними Котушками).
Щоб підняти температуру плазми в токамаке, її накачують енергією за допомогою електромагнітних полів. У підсумку в камері формується "бублик" іонізованого газу, який висить у вакуумі, підтримуваний надсильними магнітними полями. Створено близько 200 експериментальних тороїдальних камер. Але ні в одній поки не вдалося розігріти плазму більше ніж на 100 млн градусів і отримати позитивний вихід енергії: через недосконалість управління магнітними полями в більшості випадків шнур плазми існував частки секунди.
ирішити цю проблему повинен згаданий вище проект міжнародного токамака - ITER. Перші роботи по ньому стартували ще в 1985 році, коли США і СРСР домовились створити принципово нову станцію ядерного синтезу, яка змінить енергетичне майбутнє людства. Але з-за перегляду теорії і численних розбіжностей учасників (нині їх 35) місце і дату початку будівництва остаточно визначили тільки в нульових. З 2007 року станція будується на півдні Франції, неподалік від міста Кадараш. Саме там розраховують отримати температуру плазми в 150 млн градусів Цельсія, після чого в неї має розпочатися самопідтримуючий процес злиття атомів дейтерію і тритію.
Але токамак - вкрай дорогий і масштабний проект. Спочатку його вартість оцінювалася в $5 млрд. В цьому році одночасно із заливкою фундаменту на майданчику розміром 42 га в ITER оголосили, що реактор обійдеться як мінімум в $12 млрд. Промисловий реактор, за оцінкою Томаса Шмідта з National High Magnetic Field Laboratory (США), обійдеться значно дорожче. Експерти говорять про підсумкових витратах в $50 млрд., А габарити його будуть просто гігантськими - при нинішніх технологіях вага конструкції повинна скласти не менше 20 тис. тонн.
Міні-реактор Lockheed
Все це і послужило основою для більшості претензій до робіт групи Макгвайр. "Найслабшою частиною проекту Lockheed Martin залишається технологія... Плазму просто не зможуть вмістити в такі малі розміри", - зазначає Томас Шмідт.
В Lockheed Martin невеликий розмір свого дітища, навпаки, вважають головною перевагою. Справа в тому, що, за словами Томаса Макгвайр, Skunk Works вдалося, використовуючи результати 60 років термоядерних досліджень, розробити пастку для плазми нової конфігурації. Він стверджує, що це дозволить зменшити розмір реактора на 90% у порівнянні з іншими прототипами. Відповідно, розробка кожного нового експериментального пристрою вимагає набагато менше ресурсів і займає не більше року. На створення першого функціонуючого прототипу МакГвайр відводить п'ять таких циклів - реактор, в якому термоядерна реакція триватиме хоча б 10 секунд при відключених зовнішніх джерелах енергії, повинен з'явитися до 2019 року.
Незважаючи на скепсис вченого світу, презентація Lockheed Martin справила значне враження на бізнес. Після неї акції компанії всього за пару тижнів вийшли на пік своїх біржових показників, їх котирування перевищили $185 і продовжують зростати, хоча ще на початку року вони коштували близько $150. В цінні папери Lockheed Martin вкладають ті, хто повірив в обіцянку Томаса Макгвайр через 10 років "відправити на звалище історії нафту і газ".
В майбутнє термоядерного синтезу повірили не тільки рядові інвестори. Технологіями, які раніше здавалися фантастичними і розроблялися лише вченими, після презентації Lockheed Martin всерйоз зацікавився великий бізнес. Наприклад, через кілька днів після виступу Макгвайр в ITER заявили, що до них звернулися представники кількох корпорацій з пропозицією допомогти з фінансуванням". За неофіційною інформацією, в обмін на участь в патентах". Приблизно те ж сказали і в Lawrence Livermore National Laboratory, хоча й відмовилися назвати суми, про які йшла мова.
Як це ні парадоксально, але тепер не настільки важливо, чи зможе американська компанія надати миру працюючий реактор. Набагато важливіше, що приватний капітал явно розгледів сенс інвестування в цю сферу і підключився до створення штучного Сонця на Землі.
