Tokamak Energy компаниясынын башкы директору ядролук синтез үчүн келечектүү күндөрдү көрөт

Ядролук синтездеги жетишкендиктерге байланыштуу акыркы жаңылыктар, анын ичинде Энергетика министрлигинин Лоуренс Ливермор улуттук лабораториясынын илимпоздору энергиянын таза кирешеси менен синтез реакциясына жетишкенин жарыялоо менен, жакында пайда болгон Токамак Энергиясынын башкы директору Крис Келсалл менен интервью алуу мүмкүнчүлүгү. , кокустан көрүндү.

Жума күнү электрондук катында Келсалл DOE жарыясын "таасирдүү натыйжа" деп атады. Биз казылып алынган отундарды акырындык менен жоюу жана синтезди дүйнөнүн энергетикалык муктаждыктары үчүн глобалдык жеткиликтүү чечим кылуу үчүн убакыт менен жарышуудабыз. Мындай мүнөздөгү прогресс өнөр жайы үчүн чоң, анткени термоядролук технологияга жеке жана мамлекеттик инвестициялар көбүрөөк агып жатат.

DOE жарыялаганга чейин жүргүзүлгөн маегибизде, Келсалл белгилегендей, өткөн жумада Ливермор тарабынан билдирилгендей таза энергиянын маржиналдык кирешеси (3.15 мегаджоул киришинен 2.05 мегаджоуль энергия өндүрүү) бирок бул чоңдуктун бир бөлүгү. Фьюжн технологиясын чындап масштабдуу кылуу үчүн таза энергияга жетишүү керек.

"Бул таза энергия кирешесин далилдөө жөнүндө гана эмес" деди ал мага. «Окумуштуулар аны Q бирден чоң деп аташат. Бул коммерциялык синтез энергиясы үчүн жетиштүү шарт эмес. Чынында, биз, жок эле дегенде, ондон чоңураак Qга жетишибиз керек. "Биз үйлөрдү жана өнөр жайды туруктуу энергия булагы менен камсыз кылуу үчүн оптималдуу коммерциялык синтез үчүн Q 25ти көздөп жатабыз."

Келсаллдын айтымында, компания 2030-жылдардын башында таза, электр тармагына даяр кубаттуулукту көрсөтүү жолунда. «Сфералык токамак бүткүл дүйнөлүк масштабда жайылтыла турган компакт-электр станцияларында үнөмдүү синтез энергиясын алуу жолунда маанилүү эффективдүү артыкчылыктарга ээ. Биздин технология күчтүү магниттик талааларды колдонуп, плазманы - синтездик отун - үзгүлтүксүз кубаттуулукту камсыздай турган сфералык токамакка камтыйт. Биз азыр ST80-HTS өнүккөн прототиби синтез аппаратыбыз жана ST-E1 пилоттук заводубуз үчүн критикалык ноу-хауды өнүктүрүүгө көңүл буруп жатабыз, анткени биз бардыгы үчүн таза, коопсуз, арзан синтезди жеткирүү үчүн иштеп жатабыз.

Оксфорддун түштүгүндө жана Лондондун батышында жайгашкан Милтон Паркта жайгашкан Tokamak Energy компаниясы 2009-жылы негизделген. "Бул биздин кеңсенин түндүгүндө жайгашкан Кулхэм изилдөө лабораторияларынын бир бөлүгү болгон", - дейт Келсалл. «Лабораториялар Оксфорд университети менен байланышы бар жана бир нече ондогон жылдарга созулган фьюжн технологиясын изилдөөдө кыйла узун тукумга ээ. Ошентип, биз 13 жаштабыз. Мындан бир нече жыл мурун бизде бир нече ондогон адамдар бар болчу. Азыр бизде 230дан ашык адам бар, бизде 20дан ашык улуттун кызматкерлери, ар кандай типтеги физиктер, ар кандай типтеги инженерлер бар».

Tokamak Energy компаниясынын бизнес борборлору эки негизги технологиянын айланасында жайгашкан: Компания жараткан уникалдуу сфералык Токамак тутуму; жана анын функциясынын ажырагыс бөлүгү болгон жогорку температуралык супер өткөргүч (HTS) магниттери. «Токамак» сөзү орусча «магниттик катушкалар менен тороиддик камера» деген сөздүн кыскартылган сөзүнөн келип чыккан. Бул эң жөнөкөй тил менен айтканда, Күндүн жана башка бардык жылдыздардын ичинде болуп жаткан плазманын синтезин окшоштурган ядролук реакцияны түзүү жана кармоо үчүн арналган түзүлүш.

Өтө өткөргүч магниттер Күндүн чоң тартылуу талаасын окшоштурууга жана плазманы чектөөгө арналган. Плазма газ түрүндөгү суутек күйүүчү майын катуу, суюк жана газ эмес, заттын төртүнчү абалы болгон электрдик заряддуу плазманы пайда кылганга чейин ысытуу жолу менен түзүлөт. Жыйынтыгында пайда болгон ядролук синтез реакциясы аз гана радиоактивдүү кол тамганы жаратат, ал эч кандай узак мөөнөттүү, жогорку деңгээлдеги калдыктарды же учурдагы өзөктүк бөлүнүү технологиясына тиешелүү болгон көмүү маселелерин көрсөтпөйт.

Изилдөөлөр биринчи жолу 1960-жылдары шакекче пончиктерге окшош блоктордун жардамы менен негизги токамак технологиясы боюнча башталган. Tokamak Energy өзөктүү алмага окшош сфералык формадагы модификацияланган версиясын колдонот. Компаниянын учурдагы максаты - 500-жылдардын ортосуна чейин ар бири 2030 мегаватт кубаттуулукка ээ болгон чакан электр станцияларынын паркын ишке киргизе алуу.

Келсаллдын айтымында, "өлчөмү боюнча бир же экиден ашпаган футбол аянтчасынын" кичинекей изи, минималдуу радиоактивдүүлүк, калдыктар жана утилдештирүү маселелери менен айкалышып, заводдорду калкка жана өнөр жай борборлоруна же аларга жакын жайгаштырууга мүмкүндүк берет, ошентип, чыгымдарды жана убакытты кескин кыскартат. чоң электр өткөргүч инфраструктурасын куруу зарылдыгына байланыштуу артта калуулар.

Таң калыштуу эмес, Келсалл энергия рынокторун эң чоң рынок мүмкүнчүлүгү жана синтез энергиясына муктаждык катары көрөт. "Биз климаттык максаттарга жетүү үчүн дүйнөнү массалык түрдө электрлештирүү керек экенин билебиз" дейт ал. «Биздин келечектеги тармактарыбыз да олуттуу өсүш керек. Ошентип, биз энергия рынокторун бириктирүү үчүн жалпы даректүү рынок мүмкүнчүлүгүнүн болжол менен 60% түзгөнүн көрүп жатабыз.

Болот, химия, цемент жана башкалар сыяктуу жеңилдетилиши кыйын өнөр жай тармактарын декарбонизациялоо фьюжндун экинчи чоң потенциалдуу сыйлыгы болуп саналат. "Бул көбүнчө көз жаздымда калат, бирок бул өтө маанилүү", - дейт Келсалл. "Биз муну жылуулук жана электр энергиясын бириктирүү мүмкүнчүлүктөрү менен бирге биздин максаттуу дүйнөлүк рыноктун 30% катары көрүп жатабыз."

Бирок кайра жаралуучу булактар, шамал жана күн жөнүндө эмне айтууга болот? "Биздин көз карашыбыз боюнча, кайра жаралуучу булактар ​​дагы эле маанилүү, бирок биздин алдыбызда турган кыйынчылык - алар бизди глобалдык деңгээлде керектүү максаттарга жеткире албайт", - деп жооп берет Келсалл. «Бул жөн гана климатка байланыштуу эмес. Бул энергетикалык коопсуздукка да тиешелүү.

«Украинадагы болуп жаткан кырдаал бул системанын чыгымдарын азайтуу гана эмес, кайра жаралуучу булактарга кошумча катары иш алып баруу экенин эскертти. Бул ошондой эле глобалдык энергия менен камсыздоодо туруктуулукту, шамдагайлыкты жана диверсификацияны камсыз кылуу жөнүндө, андыктан энергиянын бир булагы үзүлүп калса, биз толугу менен кризиске кабылбайбыз. Бүгүнкү күндө биз энергетикалык коопсуздук – бул улуттук коопсуздук экенин эскертип жаткан дүйнө жана менимче, бир катар өкмөттөр бул тууралуу оор жол менен эскертишти. Европа абдан ачыкка чыкты. Ошентип, бул кайра жаралуучу булактарга чечүүчү кошумчаны камсыз кылуучу синтез менен климаттын максаттарын чечүү маселеси. Бул энергетикалык коопсуздук жөнүндө. Бул азыраак чыгымдар жөнүндө. Демек, бул трилемма – бул да жеткиликтүү болушу керек.

Tokamak Energy компаниясынын башкы директору болуп иштеген эки жылдын ичинде Келсалл өзөктүк синтез секторуна инвесторлордун кызыгуусу кескин өскөнүн байкаганын айтат. "Менин оюмча, акыркы 12 айдын ичинде инвесторлордун аппетитинде жана биригүү мейкиндигине кызыгууда абдан олуттуу өзгөрүү байкалды" дейт ал. "Сектор акыркы жылдары 5 миллиард доллардан ашык капиталдык инвестицияга ээ болгон, эң жогорку институционалдык, эгемен байлыктар жана стратегиялык аталыштар, ошондой эле өтө жогорку таза кирешелүү таасирдүү адамдар жана энергетикалык башкаруучулар - көбүнчө алардын венчурдук бөлүмдөрү аркылуу."

Ал ошондой эле Европадагы жана жакында эле Америка Кошмо Штаттарынын өкмөттөрүнүн синтез менен байланышкан изилдөөлөрдү жана иштеп чыгууларды каржылоого артыкчылык берүү демилгесин абдан кубаттайт деп эсептейт. «Биз АКШда түзүлүп жаткан экосистеманы чындап сыйлайбыз жана суктанабыз. Биз Иллинойс университети жана Принстон плазма физикасы лабораториясы, Оук Ридж жана башкалар менен жакшы өнөктөштүккө ээ болдук жана биз бул жолду улантууну каалайбыз ”, - дейт Келсалл.

«АКШ өкмөтү синтездин геостратегиялык мааниге ээ экенин моюнга алды жана акырында SpaceXти NASAнын орбиталык жеткирүү платформаларынын артыкчылыктуу берүүчүсү катары берген мурунку программанын аналогу болгон мамлекеттик/жеке этапка негизделген каржылоо программасын ишке киргизди. Жана дагы бир чоң позитивдүү нерсе, албетте, Инфляцияны кыскартуу мыйзамы, анда энергетика министрлигине синтезди изилдөө жана өнүктүрүү үчүн бөлүнгөн 280 миллион доллар каражат камтылган.

Жалпысынан алганда, бул бүгүнкү күндө термоядролук энергияны изилдөө жана иштеп чыгуу менен алектенгендер үчүн барган сайын келечектүү инвестициялык чөйрө болуп саналат. Tokamak Energy жана башка умтулган синтез компаниялары үчүн көйгөй - алардын тиешелүү технологияларын жана процесстерин экономикалык жактан масштабдуу кыла турган таза энергия кирешелеринин чоңдугуна жетише аларын көрсөтүү.

Келсалл айткандай, бул убакытка каршы жарыш, күн өткөн сайын шашылыш күчөп баратат.