Програма за фузија енергија на Велика Британија: Откриен концепт дизајн за прототип на електрана STEP 

Пристапот за производство на фузија енергија во ОК се обликуваше со објавувањето на програмата STEP (Сферичен Токамак за производство на енергија) во 2019 година. Нејзината прва фаза (2019-2024) заврши со објавување на концептен дизајн за интегрирана фузија прототип на електрична централа. Ќе се заснова на употреба на магнетно поле за ограничување на плазмата со помош на машината токамак, меѓутоа, STEP на Велика Британија ќе користи топчест токамак наместо традиционалниот токамак во облик на крофна што се користи во ITER. Се смета дека сферичниот токамак има неколку предности. Фабриката ќе биде изградена во Нотингемшир и се очекува да биде оперативна на почетокот на 2040-тите.  

Потребата од сигурен извор на чиста енергија за да се задоволи зголемената побарувачка за енергија на растечката популација и светската економија, што може брзо да помогне во справувањето со предизвиците (наметнати од исцрпливите фосилни горива, емисијата на јаглерод и климатските промени, еколошките ризици поврзани со реакторите за нуклеарна фисија и лошите приспособливост на обновливите извори) никогаш не се почувствувала толку интензивно како во сегашно време.  

Во природата, нуклеарната фузија ги поттикнува ѕвездите, вклучувајќи го и нашето сонце, кои се одвиваат во јадрото на ѕвездите каде што преовладуваат услови за фузија (односно, екстремно висока температура во опсег од стотици милиони степени Целзиусови и притисок). Способноста да се создадат услови за контролирана фузија на земјата е клучна за неограничена чиста енергија. Ова вклучува изградба на средина за фузија со многу висока температура за да предизвика високоенергетски судири, која има доволна густина на плазмата за да ја зголеми веројатноста за судири и која може да ја ограничи плазмата за доволно времетраење за да овозможи фузија. Очигледно, инфраструктурата и технологијата за ограничување и контрола на прегреаната плазма се клучниот услов за комерцијална експлоатација на енергијата на фузија. Различни пристапи се истражуваат и применуваат низ светот за плазма затворање кон комерцијална реализација на енергијата на фузија.   

Фузија со инерцијално ограничување (ICF) 

Во пристапот со инерцијална фузија, условите за фузија се создаваат со брзо компресирање и загревање на мала количина на гориво за фузија. Националната постројка за палење (NIF) во Националната лабораторија Лоренс Ливермор (LLNL) користи техника на имплозија управувана со ласер за да имплодира капсули исполнети со гориво деутериум-трициум користејќи високоенергетски ласерски зраци. NIF најпрво постигна палење со фузија во декември 2022 година. Последователно, палењето со фузија беше демонстрирано во три наврати во 2023 година што го потврди доказот на концептот дека контролираната нуклеарна фузија може да се искористи за да се задоволат енергетските потреби.  

Магнетно ограничување на плазма пристап  

Употребата на магнети за ограничување и контрола на плазмата за фузија се тестира на многу места. IITER, најамбициозната соработка за фузија енергија на 35 нации со седиште во Сент Пол-лез-Дуранс во јужна Франција користи прстенест торус (или магнетен уред за крофна) наречен токамак кој е дизајниран да го задржува горивото за фузија на долги периоди на доволно високи температури за да се случи палење со фузија. Водечкиот концепт за затворање на плазмата за електрани со фузија, токамакс може да ја одржува реакцијата на фузија се додека постои плазма стабилност. Токамакот на ИТЕР ќе биде најголемиот во светот.   

Програма за спојување STEP (Сферичен Токамак за производство на енергија) на Велика Британија: 

Како ITER, програмата STEP фузија на Обединетото Кралство се заснова на магнетно затворање на плазмата со помош на токамак. Сепак, токамакот на програмата СТЕП ќе има сферична форма (наместо во облик на крофна на ИТЕР). Сферичниот токамак е компактен, исплатлив и може полесно да се размери.  

Програмата STEP беше најавена во 2019 година. Нејзината прва фаза (2019-2024) заврши со објавување на концептен дизајн за интегрирана фузија прототип на погонска централа.  

Тематско издание на Филозофските трансакции А на Кралското друштво, насловено „Доставување на енергија од фузија - Сферичниот Токамак за производство на енергија (ЧЕКОР)“, кој се состои од 15 рецензирани трудови, беше објавен на 26 август 2024 година, во кој се детализирани техничкиот напредок на програмата за дизајнирање и изградба на првата прототип на британската централа за производство на електрична енергија од фузија. Документите доловуваат целосна слика од дизајнот и контурите на потребните технологии и нивната интеграција во прототип на фабрика до почетокот на 2040-тите.  

Програмата STEP има за цел да го отвори патот за комерцијална одржливост на фузијата преку демонстрација на нето-енергија, самодоволност на гориво и остварлив пат до одржување на постројката. Потребен е холистички пристап за испорака на целосно оперативна прототип на постројка која исто така го смета деактивирањето како дел од дизајнот. 

*** 

Референци:  

1. Владата на ОК. Соопштение за печатот – Велика Британија води во светот во дизајнот на електрани со фузија. Објавено на 03 септември 2024 година. Достапно на https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  

2. „Испорака на енергија од фузија - сферичен токамак за производство на енергија (STEP). Тематското издание на Кралското друштво на Филозофски трансакции А,. Сите 15 рецензирани статии во тематското издание објавено на 26 август 2024 година. Достапно на https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  

3. Истражувачите од Велика Британија откриваат поглед на дизајни за нова централа за фузија. Науката. 4 септември 2024 година. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

Поврзани статии  

• Кафеави џуџиња (БД): Телескопот Џејмс Веб го идентификува најмалиот објект формиран на начин налик на ѕвезда (5 јануари 2024) 

• „Fusion Ignition“ беше прикажан по четврти пат во лабораторијата Лоренс (20 декември 2023) 

• Fusion Ignition станува реалност; Енергетскиот прекин е постигнат во лабораторијата Лоренс  (15 декември 2022)  

***