Ученые уже давно мечтают о создании идеального источника энергии. О таком, который смог бы навсегда избавить человечество от потребности в ископаемом топливе, запитал бы все наши города, весь наш транспорт, и позволил бы отправлять корабли в дальние уголки вселенной. До сих пор самым надежным кандидатом на роль этого чудо-источника считалась термоядерная энергетика. Но есть проблема. Существующие образцы термоядерных реакторов попросту неэффективны. Мы все еще очень далеки от производства энергии в масштабах, которые позволили бы покрыть все нужды человечества. Учитывая это, команды исследователей по всему миру гоняются за решением, которое бы позволило сделать термоядерные реакторы эффективнее и компактнее. И, кажется, кто-то уже нашел это решение.
Инженер ВМФ США Сальваторе Цезар Паис запатентовал компактный реактор термоядерного синтеза, который может поместиться внутри небольшого грузовика. О патенте, выданном в конце сентября, сообщает издание The Drive.
О чем идет речь?
Термоядерный синтез, по сути, является той же реакцией, которая происходит на Солнце. Чтобы создать подобные условия на Земле, ученые и инженеры должны построить конструкцию, которая была бы способна сдерживать газы, достигающие температуры сотни миллионов градусов. При такой температуре атомные ядра сталкиваются на огромных скоростях, создавая перегретую плазму.
Это - крайне непростая задача, поскольку существует несколько технических проблем, связанных с созданием энергии синтеза. Например, плазма не может касаться стенок камеры, в которой она создана. Для изоляции плазмы приходится использовать мощные магнитные поля. Это - задача первостепенной важности. Следующий вопрос - как извлечь и сохранить энергию, созданную в ходе реакции.
Если ученые смогут использовать энергию термоядерного синтеза, это навсегда изменит курс человечества. По данным Музея науки в Лондоне, один килограмм термоядерного топлива может вырабатывать такое же количество энергии, как 10 миллионов килограммов ископаемого топлива. Это буквально идеальный источник энергии. Он не выбрасывает парниковые газы и, в отличие от ядерного деления, не оставляет после себя вредных побочных продуктов. Проще говоря, новый Чернобыль с термоядерным синтезом невозможен технически. Единственным побочным продуктом синтеза является гелий - абсолютно инертный и полезный в хозяйстве газ.
Нынешние прототипы реакторов термоядерного синтеза имеют размеры большого здания. Портативный термоядерный реактор, предназначенный для питания относительно небольших транспортных средств, изменил бы все. Согласно же данным The Drive, устройство, описанное в патенте, достаточно компактно для размещения на борту самолета.
Как это работает?
Согласно описанию, главным компонентом нового реактора является деталь под названием “динамический термоблок” или “динамический фузор” (dynamic fusor). Плазменная камера содержит несколько пар динамических фузоров, которые быстро вращаются внутри нее, создавая “концентрированный поток магнитной энергии”, удерживающий газы в центре. В это время в камеру закачиваются топливные газы типа дейтерия или дейтерия-ксенона. Газы подвергают интенсивному нагреву и давлению для создания реакции плавления ядер. Чтобы удерживать реакцию под контролем, в прототипах реакторов по всему миру используются сверхпроводники для создания магнитного поля.
Обычно, на питание прототипа термоядерного реактора уходит больше энергии, чем он производит. Но устройство, описанное в новом патенте, вырабатывает больше, чем потребляет. Потенциально, реактор может производить больше тераватта энергии, потребляя от киловатта до мегаватта.
Конечно, чтобы эта энергия могла питать наши города, потребуется значительная перестройка существующей инфраструктуры. Но любая технология, способная снять человечество с иглы ископаемого топлива, станет для него настоящим спасением.
