17 października w Petersburgu zostanie zaprezentowany projekt reaktora termojądrowego, który będzie tańszy od nowoczesnych elektrowni węglowych. Projekt ten został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego (UW).
Amerykańscy specjaliści przedstawią projekt nowego typu reaktora w Rosji. Być może ten projekt stanie się dla ludzkości krokiem w nową erę obfitości energetycznej, w której nie będzie miejsca na nieporęczne i niebezpieczne elektrownie jądrowe oraz samochody z rakotwórczymi spalinami.
Prezentacja projektu odbędzie się w ramach 25. Międzynarodowej Konferencji Energii Termojądrowej (FEC 2014), która została otwarta w St. Petersburgu w poniedziałek 13 października. Mówiąc o konferencji, która rozpoczęła się w północnej stolicy, szef Rosatomu Wiaczesław Perszukow podkreślił, że na konferencję w Petersburgu zarejestrowało się łącznie 800 uczestników. W poniedziałek rano do miasta przyjechało 650 z nich, są to przedstawiciele ponad 35 krajów świata.
Należy zauważyć, że Federacja Rosyjska jest gospodarzem tego forum naukowego po raz pierwszy w historii nowożytnej. Konferencja ta odbywa się co 2 lata pod auspicjami MAEA (Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej) i jest główną platformą dyskusji obiecujących kierunków w badaniach nad energią termojądrową. Pierwsza taka konferencja odbyła się w Salzburgu w Austrii w 1961 r., ZSRR gościł ją w 1968 r., następnie konferencja odbyła się w Nowosybirsku. Konferencja FEC 2014 jest organizowana przez MAEA, ROSATOM i rząd rosyjski. W sumie w pracach petersburskiej konferencji wezmą udział naukowcy z 45 krajów.
Temat poruszany na konferencji jest bardzo atrakcyjny. Energia kontrolowanej syntezy jądrowej jest dziś postrzegana jako bardzo obiecująca i zbyt piękna, aby mogła być prawdziwa: szybko rozkładające się odpady radioaktywne, zerowa emisja gazów cieplarnianych do atmosfery, praktycznie nieograniczone dostawy paliwa. Energia termojądrowa opiera się na fuzji atomów wodoru w hel. Proces ten polega na uwolnieniu ogromnej ilości ciepła. Zgodnie z wersją tylko jedna szklanka wody przy użyciu syntezy jądrowej jest w stanie wyprodukować tyle energii, co pół miliona baryłek ropy. Co więcej, technologia ta jest bezpieczniejsza niż istniejące elektrownie jądrowe, których proces opiera się na rozszczepieniu ciężkich atomów.
Jednocześnie bardzo duża przeszkoda nie pozwala dziś na rozwój tego rodzaju energii: wytwarzanie energii elektrycznej tą metodą jest bardzo kosztowne. Proponowane projekty elektrowni termojądrowych nie są na tyle tanie, aby były bardziej opłacalne niż systemy wykorzystujące zasoby kopalne (gaz ziemny i węgiel). Jednak naukowcy z University of Washington są gotowi zmienić obecny stan rzeczy. Stworzyli innowacyjną koncepcję reaktora termojądrowego, którego skalowanie do wielkości rzeczywistej elektrowni nie kosztowałoby więcej niż budowa elektrowni węglowej o tej samej mocy.
Zespół amerykańskich naukowców z UW opublikował wiosną 2014 roku koncepcję nowego typu reaktora termojądrowego, po czym przeprowadził serię eksperymentów z wykorzystaniem instalacji pilotażowej o nazwie HIT-SI3. Teraz naukowcy są gotowi do oficjalnego zaprezentowania swojego projektu międzynarodowej społeczności naukowej. Naukowcy opowiedzą nie tylko o charakterystyce technicznej i cechach swojego reaktora, ale także o jego doskonałym potencjale ekonomicznym. Reprezentowana przez nich konstrukcja reaktora termojądrowego jest znacznie bardziej zwarta i prostsza niż wszystkie prezentowane wcześniej projekty, w których plazmę ograniczano za pomocą pola magnetycznego, które zostało wygenerowane przez supermocne magnesy.
HIT-Si3
Stworzony przez nich reaktor HIT-SI3 opiera się na istniejących technologiach i generuje pole magnetyczne w zamkniętej przestrzeni, aby zapewnić stabilność plazmy. Ten reaktor może generować energię przez długi czas. Ciepło plazmy ogrzewa chłodziwo, które z kolei napędza turbinę generatora elektrycznego. Specyfika nowego reaktora polega na jego konstrukcji zwanej spheromakiem. W prezentowanym reaktorze większość pól magnetycznych jest generowana przez prądy elektryczne w samej plazmie, co drastycznie zmniejsza liczbę elektromagnesów, zmniejsza wielkość i koszt reaktora.
Naukowcy z UW ustalili, że koszty budowy sferomaka i nowoczesnej elektrowni węglowej o podobnej mocy są porównywalne. Reaktor o mocy 1 gigawata można zbudować za 2,7 miliarda dolarów, a elektrownia węglowa będzie kosztować 2,8 miliarda dolarów. Jednocześnie w reaktorze termojądrowym wodór służy jako podstawa paliwa - jednej z najczęstszych substancji w całym naszym Wszechświecie.
Obecnie testuje się wykonalność proponowanej koncepcji sferomaka UW na reaktorze pilotowym HIT-SI3, którego pojemność i wielkość wynosi około 1/10 mocy wyjściowej i wielkość elektrowni przemysłowej. Według amerykańskich naukowców, ukończenie tego prototypu do poziomu przemysłowego wdrożenia do produkcji zajmie lata, ale zdolność prototypu reaktora do utrzymania stabilności plazmy została już z powodzeniem udowodniona. Dla energetyki termojądrowej jest to kluczowy problem. W przyszłości naukowcy są gotowi zwiększyć rozmiar prototypu reaktora, podnieść temperaturę reakcji, a co za tym idzie znacznie zwiększyć moc wyjściową z reaktora.
Co ciekawe, koszt nowego projektu to około 1/10 kosztu budowanego we Francji międzynarodowego eksperymentalnego reaktora termojądrowego ITER, podczas gdy reaktor zaproponowany przez naukowców z Waszyngtonu może wyprodukować 5 razy więcej energii. Rosja uczestniczy również w realizacji projektu ITER. Sankcje wobec naszego kraju w żaden sposób nie wpłynęły na udział w tym wielkim międzynarodowym projekcie – zauważył dyrektor generalny Rosatomu Wiaczesław Perszukow. Według szefa państwowej korporacji w 2014 roku udział Federacji Rosyjskiej w tym projekcie wyniósł około 5 mld rubli. Według Perszukowa budżet każdego z krajów uczestniczących w tym projekcie jest płynny i zmienia się co roku w zależności od sprzętu, jaki kraj musi dostarczyć do jego realizacji.
