Японские инженеры из Kyoto Fusioneering начали обкатку новой системы рекуперации водорода. Для отрасли это знаковое событие: фактически речь идёт о попытке устранить один из главных технических барьеров на пути к коммерческому термояду — проблему непрерывной топливной подпитки реактора.
Если с первым компонентом топлива, дейтерием, проблем нет — его запасы в океанах практически безграничны, — то со вторым, тритием, ситуация куда сложнее. В природе этот сверхтяжёлый радиоактивный изотоп встречается в следовых количествах, поэтому будущим электростанциям придётся буквально «варить» его самостоятельно, прямо во чреве реактора.
Технологическое изящество решения Kyoto Fusioneering кроется в деталях: воспроизводство трития планируется в «бланкете» — специальной оболочке реактора, где нейтроны бомбардируют жидкий сплав лития и свинца (LiPb).
Однако наработать изотоп — полдела; главная инженерная головоломка заключается в том, чтобы быстро и без потерь извлечь драгоценный газ из раскалённого металлического расплава. Именно эту задачу призваны решить тесты на установке UNITY-1.
Сейчас там проверяют на прочность запатентованную технологию вакуумных ситчатых тарелок (Vacuum Sieve Tray, или VST), спроектированную специально для такой ювелирной экстракции.
Читайте: Америций-241 – Новое топливо для дальнего космоса вместо плутоний-238
Увеличение площади испарения и принципы работы
Работает VST довольно хитро: насыщенный газом литий-свинцовый сплав подаётся в вакуумную камеру, где каскад ситчатых тарелок дробит поток жидкого металла на мириады мельчайших капель.
Такой «металлический душ» колоссально увеличивает площадь поверхности жидкости, позволяя захваченному тритию легко покидать ловушку. Любопытно, что на текущем этапе первичных прогонов японцы перестраховываются, и вместо радиоактивного трития систему гоняют на безопасных аналогах — дейтерии и обычном водороде, чтобы подтвердить физику процесса.
Важно понимать, что VST — не изолированное изобретение, а шестерёнка в глобальной архитектуре Fusion Fuel Cycle System. Этот комплекс создаётся, чтобы замкнуть цикл полностью: от «выжимки» свежего топлива до его очистки, хранения и обратной закачки в плазму.
Данные, которые сейчас собирают на UNITY-1, лягут в основу проектирования следующей версии VST для проекта UNITY-2. Эту установку готовят уже в Канаде, в провинции Онтарио, в партнёрстве с местными атомщиками из CNL. Там валидация технологии выйдет на финишную прямую — уже с использованием реального трития.
«Демонстрация эффективности извлечения водорода — критический шаг к масштабируемой термоядерной энергетике, — подчёркивает Сатоши Кониши, соучредитель и гендиректор Kyoto Fusioneering. — Эти тесты должны убедить наших промышленных партнёров, что мы способны обеспечить надёжные поставки топлива для будущих коммерческих станций».
Старт строительства комплекса полного цикла
Пока в Японии идут эксперименты, в Канаде перешли к реальной стройке.
Проект UNITY-2 официально вступил в фазу реализации: совместное предприятие Fusion Fuel Cycles уже вывело бригады на площадку лабораторий Чок-Ривер (Chalk River Laboratories). Сейчас рабочие демонтируют старое оборудование, расчищая место под системы нового поколения.
Объект с официальным названием Unique Integrated Testing Facility должен стать первым в мире полигоном, демонстрирующим абсолютно замкнутый тритиевый цикл.
Проект призван перекинуть мост от теории к «железу», протестировав работу всех узлов в связке в условиях, максимально приближенных к боевым. Спектр задач охватывает всё — от инжекции топлива и откачки выхлопа до удаления примесей и изотопного разделения.
Инженерный размах впечатляет, установка рассчитана на непрерывную циркуляцию до 30 граммов трития в сутки и уже имеет лицензию на расширение операций до 100 граммов — для индустрии, где счёт обычно идёт на миллиграммы, и это серьёзная заявка.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU