Opisałem Wam wczoraj „perypetie” jakościowe małych reaktorów SMR. Jeśli chodzi o samo skalowanie, to wszystkie te projekty mogą potrzymać piwo start-upowi Avalanche Energy Designs. Ich urządzenie nie dość, że ma się zmieścić na stole, to działa na zasadzie fuzji, a nie rozpadu.
Kilka tygodnie temu napisałem artykuł o programie amerykańskiego Departamentu Obrony, który wybrał do dalszego etapu prac nad jądrowym napędem dla pojazdów kosmicznych. Niby nic zaskakującego, zarówno cywilne, jak i wojskowe ośrodki ostro nad tym zagadnieniem pracują. Jednak jeden ze zwycięzców okazał się być więcej niż zaskakujący.
Avalanche Energy Designs zaoferował bowiem wojsku nie MMRTG, nie mniej lub bardziej mikroreaktor jądrowy, ale niewielkie, mieszczące się na stole urządzenie, mające wykorzystywać do produkcji energii zjawisko fuzji jądrowej. Dla każdego, kto interesuje się tą tematyką brzmi to jak science-fiction i to raczej z przewagą tego drugiego członu.
Wszyscy wiemy, jak ogromnymi, skomplikowanymi i energochłonnymi urządzeniami są tokamaki i stellaratory, także fuzja laserowa, wymaga nie mniej skomplikowanej technologicznie gimnastyki. Żadne z tych urządzeń, pomimo wpompowania miliardów dolarów i dekad pracy nie zbliżyło się nawet do osiągnięcia dodatniego bilansu energetycznego. Jak więc ma się to udać w urządzeniu o rozmiarach większego pudełka na buty?
Orbitron, ponieważ tak nazywa się to urządzenie, jest urządzeniem mającym wywoływać fuzję dzięki inercyjnemu uwięzieniu elektrostatycznemu plazmy (IEC). Nie jest to nowa idea i polega w skrócie na takim kształtowaniu pola elektrycznego, aby uwięzione w nim jony miały jak największe prawdopodobieństwo zderzenia się.
Podejść do tego tematu było co najmniej kilka, część naukowców uważa próby w tym kierunku za stratę czasu, ale panowie z Avalanche Energy Designs okazali się na tyle przekonujący, że popłynęły do nich najpierw pieniądze cywilnych inwestorów, a następnie Departamentu Obrony.
Ich projekt opiera się na koncepcji przedstawionej w 2007 r. przez Toma McGuire'a w jego pracy magisterskiej. Naukowiec prowadząc testy z różnymi konfiguracjami siatek katodowych zauważył, że w kilku przypadkach dochodziło do „synchronizacji” wytworzonej plazmy i tworzenia tzw. „pączków jonowych”. Taka kondensacja jonów, w połączeniu z jej czasem trwania uprawdopodobniała możliwość wystąpienia fuzji.
McGuire kontynuował pracę nad fuzją dla firmy Lockheed Martin, jednak od swojego pierwotnego pomysłu odszedł. Na jego pracę natknęli się jednak dwaj pracownicy kosmicznej firmy Bezosa - Blue Origin. Robin Langtry i Brian Riordan pomysł tak się spodobał, że w 2018 r. na boku otworzyli Avalanche Energy Designs, a w 2021 r. zdecydowali się poświęcić start-upowi na 100%.
Firma tworząc Orbitrona złożyła już zgłoszenie patentowe, które pozwala co nieco podejrzeć tę technologię. Generator wysokiego napięcia wytwarza pole elektrostyteczne działające na jony deuteru w taki sposób, żeby wprowadzić je na eliptyczne orbity wokół wewnętrznej elektrody. Każdy jon wykonuje w czasie swojego „życia” (trwającego sekundę lub nieco więcej) miliony okrążeń.
Firma pracuje teraz nad tym, aby ta pułapka magnetyczna znacznie zacieśniła wspomniane orbity, Zagęszczając plazmę, zwiększy się szanse na zderzenia i ilość łączących się jonów. Nie będzie chyba zaskakujące, że firma kombinuje obecnie z dodawaniem do swojego systemu magnesów.
Według twórców, Orbitron gdy będzie gotowy, ma osiągać moc od 5 do 15 kW. Jednocześnie reaktory mają być urządzeniami modułowymi, możliwymi do łączenia w większe klastry. Zdania innych naukowców? Cóż, są mocno podzielone, niektórzy uważają, że wszystko skończy się jak zawsze przy IEC, inni wierzą, że projekt ma szanse.
Wszyscy zauważają jednak, że skala trudności jest bardzo duża, ponieważ dla osiągnięcia zakładanych celów ilość zderzeń musi być o kilka rzędów wielkości większa, niż osiągana dzisiaj. Osobiście wydaje mi się, że Departament Obrony nieco zbyt optymistycznie podszedł do sprawy, z drugiej strony, to samo mówiono kiedyś o SpaceX. A wojskowi mają też wybraną mniej ambitną, ale znacznie bezpieczniejszą opcję Ultra Safe Nuclear i i ich baterii radioizotopowej. Więc trochę szaleństwa z pewnością im nie zaszkodzi.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
