Исследователи из Даремского университета и Центра термоядерной энергии Калхэма в Оксфордшире пересмотрели экономику термоядерного синтеза, впервые приняв во внимание последние достижения в технологии сверхпроводников. Их анализ строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации термоядерной электростанции показывает финансовую осуществимость термоядерной энергии по сравнению с традиционной ядерной энергетикой деления.Исследование, опубликованное в журнале Fusion Engineering and Design, основано на ранее сделанных выводах о том, что термоядерная электростанция может вырабатывать электроэнергию по цене, аналогичной цене станции деления, и определяет новые преимущества в использовании новой сверхпроводниковой технологии.Профессор Дамиан Хэмпшир из Центра физики материалов в Даремском университете, который руководил исследованием, сказал: «Очевидно, нам пришлось делать предположения, но мы можем сказать, что наши прогнозы предполагают, что синтез не будет намного дороже, чем деление ".
Такие результаты подтверждают возможность того, что в течение одного или двух поколений термоядерные реакторы могут предложить почти неограниченный запас энергии, не способствуя глобальному потеплению или производству опасных продуктов в значительных масштабах.Термоядерные реакторы вырабатывают электричество, нагревая плазму примерно до 100 миллионов градусов по Цельсию, так что атомы водорода сливаются вместе, высвобождая энергию. Это отличается от реакторов деления, которые работают, расщепляя атомы при гораздо более низких температурах.
Преимущество термоядерных реакторов перед современными реакторами деления состоит в том, что они почти не образуют радиоактивных отходов. Термоядерные реакторы более безопасны, поскольку нет радиоактивных материалов высокого уровня, которые потенциально могли бы просочиться в окружающую среду, а это означает, что катастрофы, подобные Чернобылю или Фукусиме, невозможны, потому что плазма просто выдыхается, если она ускользает.Термоядерная энергия также более безопасна с политической точки зрения, потому что реактор не будет производить продукты оружейного качества, способствующие распространению ядерного оружия.
Он работает на дейтерии или тяжелой воде, которую извлекают из морской воды, и тритии, который создается внутри реактора, поэтому нет проблем с безопасностью поставок.Испытательный термоядерный реактор, Международный термоядерный экспериментальный реактор, находится примерно в 10 годах от эксплуатации на юге Франции. Его цель — доказать научную и техническую осуществимость термоядерной энергии.Профессор Хэмпшир выразил надежду, что анализ поможет убедить политиков и частный сектор вкладывать больше средств в термоядерную энергию.
«Деление, синтез или ископаемое топливо — единственные практические варианты надежных крупномасштабных источников энергии с базовой нагрузкой. Расчет стоимости термоядерного реактора является сложной задачей, учитывая различия в стоимости сырья и обменных курсах.
Однако эта работа — большой шаг в правильном направлении », — сказал он.«Мы знали о возможности создания термоядерных реакторов в течение многих лет, но многие люди не верили, что они когда-либо будут построены из-за технологических проблем, которые необходимо было преодолеть, и неопределенных затрат».«Несмотря на то, что еще предстоит преодолеть некоторые технологические проблемы, мы представили веские аргументы, подкрепленные наилучшими имеющимися данными, что термоядерные электростанции могут вскоре стать экономически жизнеспособными. Мы надеемся, что эти начальные инвестиции позволят преодолеть оставшиеся технологические проблемы и ускорить процесс планирования возможности создания мира, основанного на термоядерном синтезе ".
В отчете, подготовленном по заказу британской энергетической программы исследовательского совета, основное внимание уделяется последним достижениям в области высокотемпературных сверхпроводников. Эти материалы могут быть использованы для создания мощных магнитов, которые удерживают горячую плазму внутри контейнера, известного как токамак, в центре термоядерного реактора.
Эта прогрессивная технология означает, что сверхпроводящие магниты могут быть построены секциями, а не как одна деталь. Это означало бы, что техническое обслуживание, которое в радиоактивной среде является дорогостоящим, будет намного дешевле, потому что отдельные части магнита могут быть изъяты для ремонта или замены, а не все устройство.
Хотя анализ рассматривает стоимость строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации термоядерной электростанции, он не принимает во внимание затраты на захоронение радиоактивных отходов, связанных с термоядерной электростанцией. Для термоядерного завода единственными радиоактивными отходами будет токамак, после вывода из эксплуатации, который стал бы умеренно радиоактивным в течение своего срока службы.