آزمایشگاه آمریکایی Skunk Works در سال 2024 در حال آماده سازی برای ارائه نسخه ای از یک راکتور حرارتی هسته ای است که از لحاظ نظری می تواند چهره تمام انرژی مدرن جهان را تغییر دهد. گزارش شده است که راکتور تلفیقی 100 مگاواتی به اندازه کامیون هم در سیاره ما و هم در فضا مفید خواهد بود. شرکت آمریکایی لاکهید مارتین به تازگی جزئیات پروژه جدید T4 خود را برای توسعه یک راکتور تلفیقی قدرتمند و جمع و جور CFR (با نام راکتور همجوشی فشرده) فاش کرده است. گزارش شده است که این فناوری پیشرفته در آزمایشگاه Skunk Works ، که متخصص توسعه نظامی مخفی است ، ایجاد می شود. بنابراین ، تعجب آور نیست که هیچ چیز در مورد این پروژه به مدت طولانی شناخته نشده بود.
تنها در سال 2013 ، این شرکت پرده محرمانه بودن پروژه T4 خود را باز کرد و از وجود آن گفت. اکنون مردم از برخی جزئیات مربوط به سیستم انرژی جدید آگاه شده اند. لاکهید مارتین وعده می دهد که نمونه اولیه راکتور جدید توسط آنها در 5 سال تولید می شود و اولین نمونه های تولیدی در یک دهه شروع به کار می کنند. گزارش شده است که برخلاف نمونه های اولیه راکتورهای همجوشی ، راکتور CFR 20 برابر قدرتمندتر و 10 برابر فشرده تر خواهد بود.
شرکت لاکهید مارتین در 60 سال گذشته فناوری هسته ای را پشت درهای بسته آزمایش کرده است ، اما اکنون تصمیم گرفته است که آنها را به منظور جذب شرکای دولتی و خصوصی به اطلاع عموم برساند. شایان ذکر است که کارشناسان این "سرگرمی" یکی از بزرگترین تامین کنندگان پنتاگون را با انرژی جایگزین با این واقعیت که ایالات متحده در کاهش هزینه های نظامی مشغول است ، مرتبط می دانند.
در حال حاضر ، شرکت لاکهید مارتین یکی از بزرگترین شرکت های جهان است که در تولید انواع تجهیزات نظامی و هوافضا تخصص دارد. بیش از 113 هزار نفر در این شرکت مشغول به کار هستند و فروش آن در سال 2013 تنها 45.4 میلیارد دلار برآورد شده است. از اواسط دهه 2000 ، لاکهید مارتین روی توسعه فضاپیمای قابل استفاده مجدد Orion کار می کند که در آینده افراد و محموله ها را به ISS ، ماه و احتمالاً سیاره سرخ منتقل می کند.
مجهز کردن یک فضاپیما به یک سیستم حرارتی هسته ای جمع و جور یک ایده وسوسه انگیز است. در عین حال ، راکتورهای هسته ای مدرن بسیار گران قیمت و حجیم هستند. به عنوان مثال ، مشهورترین پروژه در این زمینه ، پروژه تحقیق و توسعه ITER ، با ظرفیت پیش بینی شده 500 مگاوات ، حدود 50 میلیارد دلار هزینه دارد. در عین حال ارتفاع آن بیش از 30 متر است و پس از اتمام ساخت 23000 تن وزن خواهد داشت. در عین حال ، راکتور سریال شرکت لاکهید مارتین می تواند از طریق جاده حمل شود.
تا کنون ، اکثر طرح های راکتورهای همجوشی بر اساس اصول توکاماک است که توسط فیزیکدانان شوروی در دهه 1950 توسعه یافته است. در راکتورهای این نوع ، حلقه پلاسما توسط یک میدان مغناطیسی قدرتمند که توسط آهنرباهای ابررسانا ایجاد می شود ، کنار هم نگه داشته می شود. مجموعه دیگری از آهن ربا مسئول ایجاد جریان درون خود پلاسما و حفظ واکنش حرارتی هسته ای است. مشکل توکوماکها این است که آنها انرژی بیشتری از آنچه برای تغذیه آهنرباهای مورد استفاده صرف می شود تولید نمی کنند ، سودآوری آنها به صفر می رسد.
در راکتور CFR پیشنهاد شده توسط لاکهید مارتین ، پلاسما با استفاده از یک شکل هندسی خاص در کل حجم محفظه راکتور موجود است. آهنرباهای ابررسانا در CFR نیز استفاده می شوند ، اما میدان مغناطیسی را در اطراف لبه بیرونی محفظه ایجاد می کنند ، بنابراین نیازی به موقعیت دقیق خطوط میدان مغناطیسی نسبت به پلاسما نیست و خود این آهنرباها خارج از مرزهای هسته. این باعث افزایش حجم پلاسما (در نتیجه انرژی خروجی) می شود. و هرچه پلاسما بیشتر سعی می کند خارج شود ، میدان مغناطیسی بیشتر سعی می کند آن را بازگرداند.
گزارش شده است که راکتور باید بهترین راه حل هایی را که برای پروژه های مختلف راکتورهای همجوشی ایجاد شده است ، ترکیب کند. به عنوان مثال ، در انتهای یک هسته راکتور استوانه ای آینه های مغناطیسی خاصی وجود دارد که می تواند بخش قابل توجهی از ذرات پلاسما را منعکس کند. علاوه بر این ، یک سیستم چرخش مجدد ایجاد شد که مشابه آن در راکتور پایلوت پلیول استفاده می شود. این سیستم ، با استفاده از میدان مغناطیسی ، الکترون ها را می گیرد و مناطقی را ایجاد می کند که یون های مثبت در آن هجوم می آورند. در اینجا آنها با یکدیگر برخورد می کنند و یک فرایند پیوسته واکنش حرارتی را حفظ می کنند. همه اینها کارایی راکتور را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
شماتیک ساده شده راکتور Skunk Works
به عنوان سوخت در راکتور لاکهید مارتین ، برنامه ریزی شده است که از تریتیوم و دوتریوم استفاده شود ، که در هسته راکتور به شکل گاز قرار گرفته اند. در طول واکنش همجوشی حرارتی ، هلیوم -4 تشکیل شده و الکترونها آزاد می شوند که وظیفه گرم کردن دیواره های راکتور را بر عهده دارند. علاوه بر این ، طرح سنتی لوله های بخار و مبدل های حرارتی در حال اجرا است.
در حال حاضر ، پروژه شرکت هوافضا آمریکایی در مرحله کار بر روی ایجاد یک نمونه اولیه است و یک نمونه اولیه کامل باید در 5 سال آماده شود. توماس مک گویر ، مهندس هوانوردی لاکهید مارتین ، گفت که یک نمونه اولیه برای اثبات آثار طراحی پیشنهادی نیاز دارد. در میان موارد دیگر ، باید از احتراق پلاسما و حفظ روند واکنش حرارتی هسته ای به مدت 10 ثانیه اطمینان حاصل کند. 5 سال دیگر پس از ایجاد نمونه اولیه کار ، یعنی تا سال 2024 ، مهندسان آمریکایی انتظار دارند اولین سری راکتورهای هسته ای CFR قابل استفاده در صنعت را تولید کنند.
گزارش شده است که راکتورهای سری اولیه ابعاد کوچکی خواهند داشت تا بتوان آنها را در ظروف قابل حمل 7x13 متر قرار داد. با چنین ابعادی ، که برای راکتورهای همجوشی بسیار متوسط است ، قادر خواهند بود مقدار بی سابقه ای انرژی تولید کنند: حدود 100 مگاوات. با در نظر گرفتن پارامترهای سری اول راکتورهای CFR ، درک اینکه پنتاگون علاقه مند به کار در این زمینه است ، دشوار نیست. ارتش آمریکا برای توسعه و بهبود سلاح های پیشرفته لیزری و مایکروویو به منابع انرژی فشرده و بسیار قدرتمند نیاز دارد.
در عین حال ، در بازار غیرنظامی ، چنین راکتورهای تلفیقی قادر به ایجاد یک انقلاب واقعی هستند. یک راکتور ترکیبی جمع و جور و ایمن با قدرت مشابه قادر به تامین انرژی 80 هزار خانه خواهد بود. در عین حال ، ادغام آن در شبکه های الکتریکی مدرن (برخلاف منابع انرژی مانند صفحات خورشیدی و توربین های بادی) بسیار آسان خواهد بود. علاوه بر همه موارد فوق ، CFR یک نیروگاه تقریبا ایده آل برای فضاپیماهای امیدوار کننده است. با کمک موتورهای جدید مبتنی بر CFR ، سفینه های سرنشین دار می توانند خیلی سریعتر به مریخ برسند.
دانشمندان روسی به پیشرفت شرکت لاکهید مارتین اعتقادی ندارند
علاوه بر لاکهید مارتین ، تیمی از دانشمندان یک پروژه بین المللی با نام اختصاری ITER / ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor در حال حاضر به طور فعال در زمینه تحقیقات در زمینه همجوشی حرارتی فعالیت می کنند.نتایج فعالیتهای آنها در حال حاضر با موفقیتهای اعلام شده توسط شرکت هوافضا فاصله دارد. به همین دلیل ، صحت اطلاعات منتشر شده توسط لاکهید مارتین زیر سوال می رود و در حال حاضر جنجال های زیادی در جامعه علمی ایجاد کرده است. دانشمندان روسی واقعاً به مطالب منتشر شده اعتقاد ندارند.
به عنوان مثال ، رئیس آژانس ITER روسیه ، آناتولی کراسیلنیکوف ، علناً اعلام کرده است که پیشرفت علمی اعلام شده توسط متخصصان لاکهید مارتین در واقع کلمات پوچی هستند که هیچ ارتباطی با زندگی واقعی ندارند. این واقعیت که ایالات متحده در حال آماده شدن برای ایجاد نمونه اولیه یک راکتور حرارتی هسته ای با ابعاد اعلام شده است ، به نظر آقای کراسیلنیکوف یک روابط عمومی معمولی است. به گفته آناتولی کراسیلنیکوف ، علم در مرحله کنونی توسعه قادر به طراحی یک راکتور حرارتی هسته ای ایمن و کاملاً کارکرد به این اندازه کوچک نیست.
وی به عنوان استدلال به این واقعیت اشاره کرد که امروزه فیزیکدانان برجسته ایالات متحده ، چین ، کشورهای اتحادیه اروپا ، روسیه ، ژاپن ، هند و کره جنوبی بر روی پروژه بین المللی ITER کار می کنند ، اما حتی بهترین ذهن های علم مدرن ، گرد هم آمده اند. ، امیدوارم در بهترین حالت تا سال 2023 اولین پلاسما را از ITER دریافت کنیم. در عین حال ، حتی در مورد فشردگی نمونه اولیه راکتور نیز صحبتی نشده است.
به طور طبیعی ، در آینده ، امکان توسعه یک کارخانه با اندازه کوچک آشکار می شود ، اما این اتفاق در چند سال آینده رخ نخواهد داد. در حالی که لاکهید مارتین می گوید در یک سال می تواند مدل واقعی راکتور را نشان دهد. و البته ، باور این امر سخت است ، با توجه به اینکه مهندسان شرکت در پروژه ای در این سطح جدا از سایر دانشمندان کار می کنند. آناتولی کراسیلنیکوف مطمئن است که وعده های نمایندگان لاکهید مارتین برای نشان دادن نمونه اولیه فقط یک وعده باقی خواهد ماند.
وی خاطرنشان می کند که مهندسان برجسته بیش از دوازده سال است که بر روی ایجاد اولین راکتور حرارتی هسته ای کار می کنند و این فرآیند مستلزم تبادل تجربی تجربی است. در عین حال ، تحولات و تحولات امیدوارکننده ای در اختیار سایر دانشمندان قرار می گیرد. به نظر می رسد پیشرفت متخصصان ، که در مورد جزئیات آنها هیچ کس چیزی نمی دانست ، بسیار اغراق آمیز است. به احتمال زیاد ، این اهداف علمی را دنبال نمی کند ، بلکه اهداف تجاری است. آنها می خواهند جلب توجه کنند ، منابع مالی اضافی را جذب کنند و اظهارات آنها یک کمپین تبلیغاتی است.
اوگنی ولیخوف ، رئیس م Instituteسسه کورچاتوف ، در مورد پروژه آمریکایی حتی شدیدتر صحبت کرد و در مورد اخباری که با کلمات "خیال لاکهید مارتین" ظاهر شد اظهار نظر کرد. او اطلاعاتی در مورد موفقیت واقعی در ایجاد یک راکتور فشرده ترمو هسته ای توسط متخصصان شرکت آمریکایی ندارد ، که با واقعیت پشتیبانی می شود. به گفته اوگنی ولیخوف ، هیچ کس در جهان از اختراع آمریکایی مطلع نیست ، به جز خود شرکت آمریکایی ، جزئیات فنی قابل توجهی از پروژه فاش نشده است ، اما موج بحث در رسانه ها قبلاً بالا گرفته است.
