Magnetmilepæle flytter fjern atomfusionsdrøm tættere på

Hold, der arbejder på to kontinenter, har markeret lignende milepæle i deres respektive bestræbelser på at udnytte en energikildenøgle til kampen mod klimaændringer:De har hver især produceret meget imponerende magneter.

På torsdag, forskere ved International Thermonuclear Experimental Reactor i det sydlige Frankrig modtog den første del af en massiv magnet, så stærk, at dens amerikanske producent hævder, at den kan løfte et hangarskib.

Næsten 60 fod (næsten 20 meter) høj og 14 fod (mere end fire meter) i diameter, når den er fuldstændig samlet, magneten er en afgørende komponent i 35 nationers forsøg på at mestre atomfusion.

Forskere fra Massachusetts Institute of Technology og et privat firma meddelte hver for sig i denne uge, at de, også, har ramt en milepæl med den vellykkede test af verdens stærkeste højtemperatur superledende magnet, der kan tillade holdet at springe ITER i kapløbet om at bygge en 'sol på jorden'.

I modsætning til eksisterende fissionsreaktorer, der producerer radioaktivt affald og nogle gange katastrofale nedsmeltninger, tilhængere af fusion siger, at det giver en ren og praktisk talt ubegrænset energiforsyning. Hvis, det er, forskere og ingeniører kan finde ud af at udnytte det - de har arbejdet med problemet i næsten et århundrede.

I stedet for at spalte atomer, Fusion efterligner en proces, der forekommer naturligt i stjerner, for at smelte to brintatomer sammen og producere et heliumatom – såvel som en hel ladning af energi.

At opnå fusion kræver uanede mængder af varme og tryk. En tilgang til at opnå det er at gøre hydrogen til en elektrisk ladet gas, eller plasma, som derefter styres i et donutformet vakuumkammer.

Dette gøres ved hjælp af kraftige superledende magneter såsom den 'centrale solenoide', som General Atomics begyndte at sende fra San Diego til Frankrig denne sommer.

Forskere siger, at ITER nu er 75 % færdig, og de sigter mod at fyre op i reaktoren i begyndelsen af ​​2026.

"Hver færdiggørelse af en vigtig første-i-en-slags-komponent-såsom den centrale solenoides første modul-øger vores tillid til, at vi kan fuldføre den komplekse konstruktion af hele maskinen, "sagde ITER's talsmand Laban Coblentz.

Det endelige mål er at producere ti gange mere energi i 2035, end der kræves for at opvarme plasmaet, derved beviser, at fusionsteknologi er levedygtig.

Blandt dem, der håber at slå dem til prisen, er holdet i Massachusetts, som sagde, at det er lykkedes at skabe magnetfelt dobbelt så stort som ITER's med en magnet, der er omkring 40 gange mindre.

Forskerne fra MIT og Commonwealth Fusion Systems sagde, at de muligvis har en enhed klar til daglig brug i begyndelsen af ​​2030'erne.

"Dette var designet til at være kommercielt, " sagde MIT vicepræsident Maria Zuber, en fremtrædende fysiker. "Dette var ikke designet til at være et videnskabeligt eksperiment."

Selvom den ikke er designet til selv at producere elektricitet, ITER ville også tjene som blueprint for lignende, men mere sofistikerede reaktorer, hvis det lykkes.

Fortalere for projektet hævder, at selvom det mislykkes, de involverede lande vil have mestret tekniske færdigheder, der kan bruges på andre områder, fra partikelfysik til design af avancerede materialer, der er i stand til at modstå solens varme.

Alle nationer, der bidrager til projektet - inklusive USA, Rusland, Kina, Japan, Indien, Sydkorea og store dele af Europa - deler i omkostningerne på 20 milliarder dollars og drager fælles fordel af de videnskabelige resultater og den intellektuelle ejendomsret, der genereres.

Den centrale magnetventil er blot et af 12 store amerikanske bidrag til ITER, som hver især er bygget af amerikanske virksomheder, med midler afsat af kongressen til amerikanske job.

"At have det første modul sikkert leveret til ITER -anlægget er sådan en triumf, fordi hver del af fremstillingsprocessen skulle designes fra bunden, sagde John Smith, direktør for teknik og projekter hos General Atomics.

Virksomheden brugte år på at udvikle nye teknologier og metoder til at lave og flytte magnetdelene, inklusive spoler, der vejer 250, 000 pund, på tværs af deres anlæg og derefter rundt om på kloden.

"Den ingeniørmæssige knowhow, der blev etableret i denne periode, vil være uvurderlig for fremtidige projekter af denne skala, "sagde Smith.

"Målet med ITER er at bevise, at fusion kan være en levedygtig og økonomisk praktisk energikilde, men vi ser allerede fremad på det næste, " tilføjede han. "Det bliver nøglen til at få fusion til at fungere kommercielt, og vi har nu en god idé om, hvad der skal til for at nå dertil."

At satse på atomkraft - først fission og derefter fusion - er stadig verdens bedste chance for drastisk at reducere drivhusgasemissionerne til nul i 2050, sagde Frederick Bordry, som overvågede design og konstruktion af en anden djævelsk kompleks videnskabelig maskine, Large Hadron Collider ved CERN.

"Når vi taler om omkostningerne ved ITER, det er jordnødder i sammenligning med virkningen af ​​klimaændringer, sagde han. "Vi bliver nødt til at have pengene til det."

© 2021 Associated Press. Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omfordelt uden tilladelse.