Pārsteidzošs izrāviens kodolsintēzē: First Light Fusion iepazīstina ar FLARE
Lielbritānijas uzņēmums First Light Fusion (FLF) ir radījis pasaulē pirmo komerciāliem kodolsintēzes reaktoriem piemēroto konceptu, ko dēvē par FLARE (Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation). Šī novatoriskā pieeja sola mainīt kodolsintēzes enerģētikas ainavu, piedāvājot ievērojami efektīvāku un ekonomiski dzīvotspējīgāku ceļu uz tīru enerģiju.
FLARE: Inovatīva pieeja kodolsintēzes aizdedzei
Atšķirībā no tradicionālajiem inerciālās kodolsintēzes (ICF) metodēm, kas vienlaicīgi saspiež un uzkarsē degvielu, lai panāktu aizdedzi, FLARE atdala šos procesus. Sākumā notiek kontrolēta degvielas saspiešana, kam seko atsevišķs aizdedzes posms. Šī divpakāpju stratēģija ļauj sasniegt ievērojami lielāku enerģijas izlaidi jeb «strauju degšanu», radot iespaidīgu enerģijas pārpalikumu.
FLF ir atradis inovatīvu risinājumu, lai samazinātu nepieciešamo ieejas enerģiju. Tā vietā, lai izmantotu jaudīgus, dārgus lāzerus, uzņēmums izmanto cilindriskas mērķa struktūras ar blīvu, necaurspīdīgu «stūmēju», kas efektīvi saspiež degvielu. Šī pieeja ne tikai samazina enerģijas patēriņu, bet arī uzlabo «aizturēšanas laiku» un aizdedzi nodrošina ar mazākas jaudas palīgierīcēm, piemēram, īsu impulsu lāzeriem vai jaudas sistēmām.
Ekonomiskā efektivitāte un praktiskais pielietojums
FLARE izmantotā impulsenerģija ir ievērojami lētāka alternatīva salīdzinājumā ar jaudīgiem lāzeriem. Zema sprieguma konstrukcija novērš sarežģītības, kas ierobežoja iepriekšējo impulsu kondensatoru sistēmu iespējas. Kodolsintēze notiek šķidrā litija baseinā, kas ir dinamiskā veidā strukturēts ar inertu gāzi. Šī unikālā konstrukcija veic vairākas funkcijas vienlaicīgi: tā absorbē neitronus, ražo tritiju, uztver siltumu un aizsargā reaktora sienas, atsakoties no sarežģītām cietvielu konstrukcijām.
FLF uzsver, ka FLARE koncepts balstās uz gadiem ilgstošu pieredzi un pētījumiem, kas vērsti uz enerģijas taupīšanu aizdedzes un degšanas fāzēs, kā arī uz augsta pastiprinājuma koeficienta sasniegšanu, izmantojot mazjaudas draiverus. Pašlaik uzņēmums plāno pārbaudīt katra komponenta darbību esošajās eksperimentālajās iekārtās.
Vēsturisks enerģijas pastiprinājums un nākotnes perspektīvas
FLARE koncepts sniedz iespēju sasniegt līdz pat 1000 reižu enerģijas pastiprinājumu, kas ir ievērojami augstāks rādītājs salīdzinājumā ar pašreizējiem eksperimentālajiem rezultātiem (4 reizes) un pat par vienu pakāpi augstāks nekā citi ierosinātie inerciālās kodolsintēzes shēmas. Ilgu laiku spēja radīt vairāk enerģijas nekā patērēts (pastiprinājums) bija neaizsniedzama, kavējot kodolsintēzes nonākšanu komerciālā līmenī. Līdz šim rekords bija 4, ko sasniedza ASV Enerģētikas departamenta Nacionālajā aizdedzes iekārtā (NIF) 2025. gada maijā.
FLF modelēšana liecina, ka komerciālai un konkurētspējīgai kodolsintēzes enerģijai nepieciešams vismaz 200 reizes liels pastiprinājums. 1000 reižu pastiprinājuma sasniegšana varētu ievērojami samazināt kodolsintēzes izmaksas. Turklāt FLARE koncepts samazina prognozētās kodolsintēzes elektrostacijas izmaksas. Tiek prognozēts, ka FLARE eksperimentālās iekārtas ar pastiprinājumu izmaksās 20 reizes lētāk nekā NIF – vienīgā iekārta pasaulē, kas līdz šim ir spējusi sasniegt pastiprinājumu.
«Tas ir pagrieziena punkts ne tikai First Light, bet arī nākotnes enerģētikai,» uzsver First Light Fusion ģenerāldirektors Marks Tomass. «Ar FLARE pieeju mēs esam izstrādājuši pirmo komerciāli dzīvotspējīgo, reaktoriem saderīgu ceļu uz augsta pastiprinājuma inerciālo kodolsintēzi, kas balstīts uz reālu zinātni, pārbaudītām tehnoloģijām un praktisku inženierzinātnēm. Ceļš uz 1000 reižu pastiprinājumu mūs noved ievērojami pāri slieksnim, aiz kura kodolsintēze kļūst ekonomiski transformatīva. Ar mūsu pieeju mēs atveram durvis uz jaunu rūpniecības nozari – un vēlamies aicināt līdzi citus.»
Avots: Interesting Engineering