Kas ta sintezė?
Pirmiausia – keli žodžiai, kuo branduolio sintezė skiriasi nuo paprastos branduolinės reakcijos. Iš esmės tai priešingas procesas. Dabartinės atominės elektrinės ir vadinamosios bombos veikia naudodamos energiją, atsirandančią skylant sunkaus radioaktyvaus atomo branduoliui, o branduolinė sintezė vyksta, kai, susijungus dviem lengviausiems vandenilio atomams, gaunamas helis. Ši reakcija išskiria dar daugiau energijos ir nereikalauja retųjų elementų.
Populiariai kalbant, tokios reakcijos metu iš stiklinės vandens galima išgauti tiek pat energijos, kiek iš 0,5 mln. barelių naftos. Be to, tokie reaktoriai nespinduliuos radiacijos, nebus rizikos, kad sutrikus veiklai jie žemę pavers radioaktyvia dykuma.
Vienintelė bėda, kad kol kas vienintelis sėkmingai veikiantis tokios reakcijos pavyzdys yra vandenilinė bomba. Mat ligi šiol taip niekas ir nesugebėjo suvaldyti didelio masto tokios reakcijos, kad ji nevirstu viską naikinančiu sprogimu.
1950 m. susprogdinus pirmąją vandenilinę bombą, mokslininkai žadėjo reaktorius po 25 metų. Vėliau terminą atidėjo dar 25 m. Bėda ta, kad reakcija vyksta tik esant tokioms sąlygoms, kokios egzistuoja Saulėje (Saulė ir yra milžiniškas termobranduolinis reaktorius), o kad ją išgautume, prireikia daugiau energijos, negu paskui pagaminama.
Net šiuo metu Prancūzijoje statomas itin sudėtingas termobranduolinis ITER reaktorius iš anksto pasmerktas būti nuostolingas. Be to, baigtas jis bus tik 2020 m., o visu pajėgumu veikti pradės nebent 2040 m. Šaltoji branduolio sintezė – ta, kuri nereikalautų Saulės temperatūros, vis dar veikia tik fantastų galvose. Taigi kodėl prabilome apie greitą pergalę?
Tiesiog pigiau ir paprasčiau
Spalio pradžioje Vašingtono (JAV) universitetas pranešė, kad jau baigė žaisti laboratorijose ir kuria branduolio sintezės reaktorių, kuris realiai galės gaminti energiją.
Koncepcinis modelis „Dynomak“ iš esmės naudoja panašią karštos sintezės technologiją kaip ITER, tačiau yra dešimtkart paprastesnis ir potencialiai gali gaminti energijos daugiau ir pigiau. Supaprastinus konstrukciją, pakeitus superlaidžius magnetus tiesiog plazmos rato viduryje kuriamu elektros lauku, o sudėtingą konstrukciją – sfera, kurios viduryje įkaitusi plazma laikys pati save, pavyko sukurti reaktorių, kuris pats palaikys savo veikimą.
Plazmos kuriamos temperatūros perteklius bus panaudojamas vandeniui kaitinti, kurio garai vėlgi gamins energiją. Vašingtono universiteto mokslininkai tvirtina, kad jų reaktorius gamins penkiskart daugiau energijos negu ITER, o jo efektyvumas sieks 40 proc.
Vieno gigavato galios „Dynomak“ elektrinės galutinė kaina turėtų siekti 2,7 mlrd. dolerių, o tai pigiau negu 2,8 mlrd. kainuojanti tokios pat galios elektrinė, kūrenama anglimi. Tiesa, kol kas universitete pagamintas tik dešimtkart sumažintas veikiantis modelis, bet tai jau gerokai daugiau, negu turėjome iki šiol.
O kai kas jau turi viską!
Nespėjo pasaulis pasidžiaugti Vašingtono universiteto laimėjimais, kai kompanija „Locheed“ pranešė, kad jos revoliucinių technologijų padalinys „Skunk Works“, įsikūręs Palmadale (Kalifornija, JAV), tokį reaktorių jau turi. Ir kompanija po dešimties metų pateiks jį rinkai.
Smagi staigmena. Juolab kad ligi šiol žinių apie branduolio sintezės reaktorių „T4“ buvo itin mažai. Dabar apie tai garsiai prabilo pats programos vadovas Tomas McGuire'as.
Anot jo, dabar pagamintas modelis dydžiu prilygsta keleivinio lainerio reaktyviniam varikliui ir „kurui“ naudoja sunkiojo vandenilio izotopų deuterio ir tričio mišinį. Tinkamoje temperatūroje jonizuotas vandenilis jungiasi sukurdamas helį 4 ir išlaisvindamas milžinišką energijos kiekį.
T.McGuire'as savo kuruojamą projektą taip pat lygina su ITER ir tvirtina, kad sukūrė daug kartų geresnę konstrukciją. Pirmiausia dėl to, kad panaudota ne toroido formos konstrukcija, kur magnetų laikoma plazma keliauja ratu, o magnetinis „butelis“ su magnetiniais „kamščiais“ iš dviejų galų, kurie kur kas tampriau laiko plazmą, negu ITER pasirinkta konstrukcija.
Anot „Lockheed“, dėl to jų reaktorius gali palaikyti kur kas aukštesnį plazmos slėgį, nes statiškame magnetiniame lauke plazmos slėgiui augant ji pati generuoja ir grįžtamojo slėgio palaikymą.
Dėl to šį reaktorių paprasčiau pagaminti, jam reikia mažiau įrangos, todėl testavimas ir gamybą užima mėnesius, o ne metus, kaip senų konstrukcijų atveju. Šiuo metu ieškanti partnerių kompanija tiki, kad jau po penkerių metų turės parengtą reaktorių, o po dešimties galės pradėti masinę jo gamybą.
Ateitis be naftos ir anglies
Kompanijos atstovas įsitikinęs, kad šis reaktorius bus kur kas plačiau pritaikomas, negu dabartiniai urano ir plutonio branduoliniai reaktoriai. Jis saugesnis, beveik negamina atliekų, jo neįmanoma paversti bombų gamykla ir jis netgi pats gali pasigaminti sau reikiamą vandenilio kurą.
Ką tai duos pasauliui? Pirmiausia toks reaktorius nedidelis ir jį galima montuoti į dabar egzistuojančias dujų turbinų elektrines vietoj ten esamų degimo tūtų. 100 MW galios reaktorius tilptų į standartinį jūrų konteinerį ir užpildytas 25 kg degalų dirbtų daugybę metų. Kadangi reaktorius saugesnis, jis puikiai tiktų laivams ar lėktuvams, kuriems niekada nebeprireiktų pilti degalų. O dar kosmoso pramonė…
Taigi tai, kas neseniai buvo neįgyvendinama fantastika, gana sparčiai virsta artimosios ateities planais. Lieka tikėtis, kad tai, ką rašė Rusijos fantastai apie pasaulį be naftos ir šios būsenos padarinius Rusijai, nevirs tikrove. Tam reikia nedaug – kad šalis nuliptų nuo naftos adatos. Tam reikia labai daug – kad šalį valdytų ne tos adatos narkomanai…
