США и Великобритания сотрудничают с Tokamak Energy в модернизации ST40

Энергетические департаменты правительств США и Великобритании должны сотрудничать с Tokamak Energy для модернизации термоядерной установки ST40 стоимостью 52 миллиона долларов США, которая покроет ее внутреннюю стену литием.

Министерство энергетики США, Министерство энергетической безопасности Великобритании, а также Net Zero и Tokamak Energy в равной степени разделят финансирование пятилетней программы, которая предназначена для продвижения исследований и знаний, которые помогут развитию будущих термоядерных электростанций.

Tokamak Energy заявляет, что термоядерный синтез требует условий, при которых частицы должны быть достаточно горячими и плотными и сохранять тепло достаточно долго, чтобы высвободить чистую энергию, и «цель этой работы — обеспечить условия термоядерного синтеза с хорошим удержанием, совместимым с устойчивостью в течение длительного времени». на будущей пилотной термоядерной установке, покрыв внутреннюю стенку устройства ST40 элементом лития».

В прошлом году два энергетических департамента договорились о стратегическом партнерстве в области термоядерного синтеза, ключевой целью которого является установление совместного доступа и развитие объектов для исследований и разработок в области термоядерного синтеза. Новое соглашение будет означать, что исследователи из университетов и национальных лабораторий обеих стран смогут извлечь выгоду из исследований, проведенных на токамаке ST40 (токамак — это машина, которая удерживает плазму с использованием магнитных полей в форме пончика) с модернизацией объекта. ожидается, что он будет введен в эксплуатацию в 2027 году.

ST40, который использует приложенные магнитные поля для удержания плазмы, находится в частной собственности и оценивается более чем в 100 миллионов долларов США, сообщило Министерство энергетики США. Tokamak Energy в рамках предыдущего партнерства с Принстонской лабораторией физики плазмы и Национальной лабораторией Ок-Риджа достигла температуры ST40, которая была в шесть раз выше солнечной, став первой частной фирмой, достигшей температуры плазмы 100 миллионов градусов по Цельсию.

Обе лаборатории будут оказывать помощь в модернизации ST40 своим опытом: Принстон по литиевым покрытиям и Ок-Ридж по внедрению возможностей заправки пеллет. 

Директор Принстонской лаборатории физики плазмы Стивен Коули сказал: «PPPL впервые применила литиевые покрытия в термоядерном синтезе еще в 90-х годах. С тех пор мы усовершенствовали наше понимание радикальных улучшений удержания, которые могут обеспечить эти покрытия, и мы рады видеть, что этот опыт используется и развивается в сотрудничестве с частной термоядерной промышленностью.

Уоррик Мэтьюз, генеральный директор Tokamak Energy, сказал: «Наш сферический токамак ST40 в высоком поле добился впечатляющих результатов в последние годы, и мы очень рады начать новую миссию ST40’s благодаря этому сильному государственно-частному партнерству. Эта программа будет способствовать развитию термоядерной науки и технологий для сферических токамаков и промышленности в более широком смысле для достижения общей цели по обеспечению термоядерной энергии

Жан-Поль Аллен, заместитель директора Управления науки Министерства энергетики по термоядерным энергетическим наукам, сказал: «Мы очень хотим увидеть эту новую возможность на ST40. Что меня больше всего волнует, так это возможность направить наших университетских и национальных ученых-лаборантов для использования этого нового потенциала в рамках нашей программы исследований частных объектов. Именно эти публично поддерживаемые ученые, сотрудничающие со своими коллегами на частных объектах, и движут крупными достижениями, необходимыми в этой области для поддержки конкурентоспособной термоядерной энергетики США

Джеральдин Ричмонд, заместитель министра США по науке и инновациям, заявила: «Эти новые инвестиции укрепят наше партнерство с частным сектором и нашими международными союзниками. Каждый партнер получит значительно больше выделенных средств.

Керри Маккарти, министр климата Великобритании, сказал: «Это стратегическое партнерство имеет решающее значение для разработки этой новой и захватывающей технологии и более быстрого ее использования»

Фон
 

Термоядерный синтез не имеет выбросов углекислого газа и обладает обильными и широко распространенными топливными ресурсами. Исследования термоядерного синтеза направлены на копирование процесса, который питает Солнце: когда легкие атомные ядра сливаются вместе, образуя более тяжелые, выделяется большое количество энергии. Для этого топливо нагревают до экстремальных температур, по крайней мере, в 10 раз горячее центра Солнца, образуя плазму, в которой происходят реакции термоядерного синтеза. Коммерческая электростанция будет использовать энергию, вырабатываемую в результате термоядерных реакций, для выработки электроэнергии. Фундаментальная задача, решаемая различными способами, заключается в достижении скорости тепла, излучаемого термоядерной плазмой, которая превышает скорость энергии, впрыскиваемой в плазму.

Tokamak Energy была выделена из Управления по атомной энергии Великобритании в 2009 году. В феврале прошлого года компания объявила, что к 2026 году построит прототип сферического токамака ST80-HTS в кампусе UKAEA в Калхэме, недалеко от Оксфорда, Англия, «чтобы продемонстрировать весь потенциал высокотемпературных сверхпроводящих магнитов» и предоставить информацию для проектирования его пилотной термоядерной установки, чтобы продемонстрировать способность поставлять электроэнергию в сеть в 2030-х годах с целью глобального развертывания коммерческих установок мощностью 500 мегаватт.

А в октябре он предоставил первые подробности о высокопрофильной сферической токамаковой электростанции, «способной генерировать 800 МВт термоядерной энергии и 85 МВт чистой электроэнергии» в составе США Смелое десятилетнее видение коммерческой термоядерной энергии программа. В нем говорится, что «первоначальные конструкции предусматривают, что токамак будет иметь соотношение сторон 2,0, большой радиус плазмы 4,25 метра и магнитное поле 4,25 Тесла, а также жидкое литиево-тритиевое селекционное одеяло». Он будет включать в себя набор высокотемпературных сверхпроводящих магнитов нового поколения, «чтобы удерживать и контролировать водородное топливо дейтерия и трития в плазме, во много раз более горячей, чем центр Солнца».