Термоядерные реакторы заменят АЭС

Экономически жизнеспособные термоядерные реакторы могут начать вырабатывать электричество через несколько десятилетий, и политикам стоит начинать планировать их строительство в качестве замены традиционных атомных электростанций, утверждают эксперты.

Ученые Университета Дарема и Калэмского центра энергии синтеза в Оксфордшире повторно изучили экономику синтеза, приняв во внимание последние достижения в сфере технологий сверхпроводников. Их анализ строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации электростанций ядерного синтеза показывает финансовую осуществимость термоядерной энергии по сравнению с традиционной ядерной энергетикой, основанной на делении.

Исследование, опубликованное в журнале Fusion Engineering and Design, опирается на ранее полученные данные о том, что завод синтеза может вырабатывать электричество по сходной цене завода деления, и выявляет новые преимущества в использовании новых сверхпроводниковых технологий.

Профессор Дамиан Гэмпшир из Центра физики материалов Даремского университета, руководящий исследованием, заявил следующее: «Очевидно, мы можем только предполагать, но из наших прогнозов следует, что синтез не будет значительно дороже деления».

Эти выводы поддерживают возможность того, что через поколение или два реакторы синтеза смогут предложить почти неограниченный запас энергии, который не будет сопряжен с усугублением проблемы глобального потепления или производством вредных продуктов в значительных масштабах.

Термоядерные реакторы вырабатывают электроэнергию, нагревая плазму до 100 миллионов градусов по Цельсию, так что атомы водорода сливаются вместе, высвобождая энергию. Этот процесс отличается от ядерного деления в реакторах, которое работает путем расщепления атомов при температурах пониже.

Преимущество термоядерных реакторов по сравнению с нынешними реакторами деления в том, что они почти не создают радиоактивных отходов. Реакторы синтеза безопаснее, поскольку нет крайне радиоактивного материала, который может просочиться в окружающую среду, а вместе с этим невозможны и бедствия вроде аварий на Фукусиме или в Чернобыле, поскольку плазма просто иссякает в случае утечки.

Энергия синтеза также политически безопаснее, поскольку термоядерный реактор не будет производить изделия оружейного уровня, поощряя создание ядерного оружия. Реактор синтеза подпитывается дейтерием, или тяжелой водой, которая добывается из морской воды, и тритием, который создается внутри реактора, так что проблем с безопасностью поставок также не будет.

Экспериментальный реактор синтеза ИТЭР начнет работать через 10 лет на юге Франции. Его задача — доказать научную и технологическую возможность добычи энергии синтеза.

Профессор Гэмпшир выразил надежду, что этот анализ поможет в разработке политической доктрины вокруг термоядерных реакторов и привлечет инвестиции частного сектора.

Хотя остаются некоторые технологические проблемы, которые нужно преодолеть, у экспертов уже имеются мощные аргументы, основанные на лучших имеющихся данных, в пользу того, что станции синтеза могут быть экономически жизнеспособны.

Доклад ученых, подготовленный в рамках энергетической программы Исследовательского совета Великобритании, фокусируется на последних достижениях в области высокотемпературных сверхпроводников. Эти материалы могут быть использованы для построения мощных магнитов, удерживающих горячую плазму внутри сосуда, известного как токамак, в самом сердце термоядерного реактора. Развитие технологий предполагает, что сверхпроводящие магниты можно строить по частям, а не одним куском. Вследствие этого, обслуживание, которое очень дорогое в радиоактивной сфере, будет дешевле, поскольку отдельные участки магнита можно будет извлечь для ремонта или замены, не разбирая целое устройство.

В то время как анализ рассматривает стоимость строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации термоядерной электростанции, он не принимает во внимание расходы на утилизацию радиоактивных отходов, связанных с ядерным реактором. В случае с термоядерным реактором, единственным радиоактивным отходом будет токамак после списания, при этом степень его радиоактивности во время срока эксплуатации будет также невысока.