Warp Speed ​​Mr Sulu: патент ВМС США на компактный термоядерный реактор


В то время как строительство новых атомных электростанций в Соединенных Штатах (и в других странах), похоже, теряет популярность, этого нельзя сказать об их использовании вооруженными силами США. ВМС США по-прежнему полагаются на ядерную энергию для большей части своих крупных военных кораблей. Но хотя эти корабли оснащены ядерными реакторами деления, ВМС говорят о возможности использования гораздо более перспективных термоядерных реакторов.

Проблема в том, что [безопасно] использовать ядерный синтез невероятно сложнее, чем ядерное деление, а нынешние потребности в космосе огромны. Ядерное деление происходит, когда изотопы урана или плутония бомбардируются субатомными частицами, расщепляя их на более мелкие ядра. Энергия, высвобождаемая в результате этого процесса, может быть использована в мирных целях (т.е. двигательная установка, жилая энергия) или в военных целях (т.е. ядерное оружие).

компактный синтез

Однако ядерный синтез происходит, когда изотопы водорода (а именно дейтерий и тритий) объединяются при огромной температуре и давлении с образованием изотопов гелия и нейтронов. Результирующая реакция также производит огромное количество энергии гораздо более эффективно (и чище), чем ядерное деление.

Ядерный синтез часто считают «Святым Граалем» производства энергии, поскольку он не имеет выбросов углерода, он на порядок более эффективен по сравнению с ископаемым топливом и меньше угроз от утилизации радиоактивных материалов (среди прочих преимуществ). ).

В то время как современные термоядерные реакторы имеют огромные размеры (подумайте примерно о размере небольшого здания), ВМС США подали патент на «компактный» термоядерный реактор диаметром от 0,3 до 2 метров. Автор патента, Сальваторе Сезар Паис, работает в Центре ВВС ВМС (авиационное подразделение).

Во многих современных термоядерных реакторах используются тороидальные сверхпроводящие магнитные катушки для удержания плазменного ядра во время термоядерной реакции. Однако в конструкции Паиса используется несколько электрически заряженных конических динамических фузоров, которые вращаются с высокой скоростью для создания «концентрированного магнитного потока», в то же время заполняя камеру газообразным дейтерием для поддержания реакции синтеза.

Согласно патенту [ PDF ], реактор может производить от 1 гигаватт до 1 тераватта мощности, при этом требуя всего от 1 киловатта до 1 мегаватта входной мощности. Для сравнения: по данным The WarZone , самый мощный из действующих ядерных реакторов на Земле производит 4 гигаватт.

Понятно, что в патенте говорится, что этот компактный термоядерный реактор может иметь множество применений для выработки электроэнергии на суше, на море и в космосе. Но для целей ВМФ применение этой технологии в море совершенно очевидно, поскольку «Дейтерий (тяжелый водород) можно извлекать в больших количествах из морской воды; отсюда и идея «практически безграничного» источника топлива, которая делает это изобретение чрезвычайно полезным», — говорится в патенте.

Учитывая, что мы до сих пор не смогли полностью использовать термоядерную энергию для коммерческого производства энергии (даже с приспособлениями размером с комнату) или для двигательных установок, еще неизвестно, существует ли в настоящее время технология для производства компактного термоядерного реактора. возможно использование конструкции Пайса. Тем не менее, это, по крайней мере, дает нам возможность заглянуть в будущее, где чистая энергия будет в изобилии для быстрорастущего населения Земли.

Фото предоставлено: фотография ВМС США, сделанная помощником фотографа 3-го класса Дугласом М. Перлманом.

Источник (англ.)

Поставить оценку
Кофебрейкер | Интернет-журнал