Към бъдещето на чистата енергия: Нов дизайн на реактор за термоядрен синтез обещава безпрецедентна стабилност на плазмата

Иновационният дизайн АТМ на компанията Novatron, съчетаващ магнитни огледала и биконични куполи, има за цел да постигне изключително стабилна плазма.

Novatron, частна компания за получаване на енергия от термоядрен синтез, прави големи крачки в областта на чистата енергия със своята иновативна технология.

Изследователи и институции от целия свят работят за успешното осъществяване на ядрения синтез – процесът, който захранва Слънцето, само че на Земята. Но все още предстои да се постигне контролирана и устойчива реакция на термоядрения синтез.

Именно в този контекст Novatron разширява границите на областта на ядрения синтез със своята иновативна технология за осевосиметрично тандемно огледало (ATM, axisymmetric tandem mirror), която наскоро бе представена.

„Новият иновативен дизайн на реактора на Novatron е ново решение за стабилно задържане на плазмата и значителна стъпка към производството на енергия от термоядрен синтез“, заявяват от компанията.

Концепцията за магнитното огледало

Реакторът на Novatron е изграден на базата на концепцията за магнитна огледална машина.

Тези машини използват два големи магнита, за да задържат плазменото гориво в силно магнитно поле, което го подскача напред-назад като топка в огледална стая.

Магнитните огледала имат няколко привлекателни характеристики, включително ниска цена, лесно зареждане с гориво и възможност за непрекъсната работа.

Те също така постигат висока „бета“, което означава, че могат да произвеждат високо налягане на плазмата със сравнително слаби магнитни полета, което е по-рентабилно.

Въпреки това традиционните магнитни огледала имат два основни недостатъка: те са склонни към нестабилност (плазмата има тенденция да се измъкне от капана) и имат кратко време на задържане (не могат да задържат плазмата за дълго време).

Както стабилността, така и времето на задържане са от решаващо значение за постигане на термоядрен синтез, тъй като плазмата трябва да бъде достатъчно гореща и плътна достатъчно дълго време, за да се осъществят термоядрените реакции.

Балансиране на предизвикателствата

Novatron се справя с тези предизвикателства, като разработва ATM – нова конструкция, комбинираща магнитни огледала с друга концепция, наречена „биконични куполи“.

Магнитните огледала използват силни магнитни полета, за да ограничат плазмата – прегрятата материя, в която се извършва термоядреният синтез. От друга страна, биконичните куполи осигуряват стабилност на плазмата.

Чрез интегрирането на тези концепции АТМ на Novatron постига едновременно добро ограничаване и присъща стабилност, преодолявайки ключови пречки, които затрудняват традиционните подходи за термоядрен синтез.

„Резултатът е, че свръхгорещата плазма се стреми да достигне присъщото си стабилно равновесие в центъра на реактора, създавайки стабилен процес, който може да работи непрекъснато“, подчертават от Novatron.

Потвърждаване чрез симулации

Компанията е провела обширни компютърни симулации, за да тества своята технология.

„Извършихме мащабна компютърна проверка и симулации на стрес-тестове, за да потвърдим, че Novatron ще работи според очакванията в реални условия“, казва компанията.

Тези симулации, проведени с помощта на платформата WarpX, потвърдиха стабилността на АТМ и демонстрираха забележително подобрение на времето за задържане на плазмата и на енергията.

„Изчисленията ни показаха също, че ще имаме 100-кратно подобрение на времето за задържане на енергия в сравнение с традиционните машини с магнитни огледала“, заяви пред Computer Weekly Ерик Оден, съосновател и председател на компанията.

Определяне на курса

Интересно е, че компанията планира да постигне пълноценна търговска мощност на термоядрения синтез на етапи.

„Концепцията за термоядрен синтез на Novatron ще бъде разработена на четири етапа, като крайната цел ще бъде проект на търговска термоядрена електроцентрала, готова да осигури електроенергия за енергийната мрежа“, казва в заключение компанията.