STEP может стать первой в мире коммерческой термоядерной электростанцией
Правительство Великобритании ищет площадку для строительства первого в мире прототипа коммерческой термоядерной электростанции. Сферический токамак для производства энергии (STEP), который согласно плану будет введен в эксплуатацию к 2040 году, будет спроектирован для обеспечения энергией и создания центра для термоядерной энергетики и связанных с ней отраслей. Если вы думаете, что все это звучит очень амбициозно, то вы правы.
Энергия термоядерного синтеза была святым Граалем ученых и инженеров с 1940-х годов, и она остается такой же неуловимой до сих пор.
В 1950-х годах были предсказания, что термоядерные электростанции войдут в строй через 25 лет, и с тех пор срок их появления всегда был на 25 лет впереди в будущем. Проблема в том, что, хотя управляемую реакцию синтеза достаточно легко произвести в лаборатории, превратить ее в практический источник энергии оказалось чрезвычайно сложно.
Все современные атомные электростанции работают по принципу деления, когда тяжелые атомы, такие как уран и плутоний, разделяются на более мелкие атомы для высвобождения энергии. Синтез работает в обратном направлении. Он основан на взятии изотопов водорода и воздействии на них температур, в 10 раз превышающих температуру ядра Солнца, при этом они сжимаются внутри магнитного поля, что заставляет их сливаться в атом гелия, высвобождая гораздо больше энергии, чем при реакции деления.
Проблема в том, что до сих пор для запуска реакции требуется гораздо больше энергии, чем выделяется. Это, мягко говоря, плохо, потому что практический термоядерный реактор, даже очень неэффективный, произвел бы революцию в нашей цивилизации.
Вместо того чтобы использовать ископаемое топливо, проблемное ядерное деление или периодически возникающие источники, такие как солнце и ветер, термоядерный реактор будет работать на водороде, который является самым распространенным элементом во Вселенной.
Это был бы по своей природе безопасный источник энергии с нулевыми выбросами, производящий только низкоактивные ядерные отходы в относительно небольших количествах, и его можно было бы масштабировать, чтобы не только заменить почти все другие источники энергии, но и открыть век изобилия энергии.
Конкурс STEP, представленный в рамках новой экологической политики Великобритании, направлен на поиск предложений от сообществ и регионов до конца марта 2021 года. В этих предложениях будет разъяснено, как сообщество-заявитель может поддержать такой проект с точки зрения имеющихся земель; сочетание социальных, коммерческих и технических условий; водоснабжение; и национальные сетевые подключения.
В настоящее время STEP находится на стадии разработки концепции с выделением 222 млн фунтов стерлингов (296 млн долларов США) на проектные работы, плюс еще 184 млн фунтов стерлингов (248 млн долларов США) до 2025 года на новые термоядерные установки, инфраструктуру и т.д. и стажировки в Научном центре Калхэма в Оксфордшире.
Ожидается, что концептуальный дизайн будет завершен к 2024 году, после чего будет написано детальное инженерное проектирование, а необходимые юридические разрешения и согласования будут получены к 2032 году, а завершенный реактор будет запущен к 2040 году — таков амбициозный план.
«STEP — это переход от исследований и разработок к поставкам», — говорит генеральный директор Управления по атомной энергии Великобритании профессор Ян Чапман. «Это докажет, что термоядерный синтез — это не далекая мечта, а зарождающаяся реальность. Мы уверены, что совместная работа с партнерами во всем мире позволит нам вывести на рынок революционную технологию».