Ενημερώθηκε:Υπάρχουν παλιά μυστικά πίσω από τη νέα μηχανή σύντηξης της Lockheeds;

Η αμυντική εταιρεία Lockheed Martin έστειλε φρενίτιδα τους tech geeks χθες όταν αποκάλυψε μερικές ελάχιστες λεπτομέρειες ενός "συμπαγούς αντιδραστήρα σύντηξης" (CFR) στον οποίο εργαζόταν μια μικρή ομάδα στο μυστικό Skunk Works της εταιρείας στο Palmdale της Καλιφόρνια. Η εταιρεία λέει ότι η καινοτόμος μέθοδος περιορισμού του υπερθερμού ιονισμένου αερίου ή πλάσματος, που είναι απαραίτητος για τη σύντηξη, σημαίνει ότι μπορεί να δημιουργήσει έναν αντιδραστήρα που λειτουργεί το 1/10 των σημερινών προσπαθειών, όπως το διεθνές έργο σύντηξης ITER υπό κατασκευή στη Γαλλία.

Η δυνατότητα κατασκευής ενός τόσο μικρού και πιθανώς φθηνού αντιδραστήρα θα άλλαζε τον κόσμο - ο ITER θα κοστίσει τουλάχιστον 20 δισεκατομμύρια δολάρια για την κατασκευή και θα αποδείξει μόνο την αρχή, χωρίς να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά με λίγες πραγματικές πληροφορίες, κανείς δεν είναι διατεθειμένος να πει ότι η προσέγγιση της Lockheed πρόκειται να πυροδοτήσει μια επανάσταση. «Δεν μπορείς να συμπεράνεις τίποτα από αυτό», λέει ο Steven Cowley, διευθυντής του Culham Center for Fusion Energy στο Abingdon του Ηνωμένου Βασιλείου. /P>

Η ομάδα της Lockheed προβλέπει ότι θα χρειαστούν 5 χρόνια για να αποδειχθεί η ιδέα για τον νέο αντιδραστήρα. Μετά από αυτό, εκτιμούν ότι θα χρειαστούν άλλα 5 χρόνια για να κατασκευαστεί ένα πρωτότυπο που θα παράγει 100 μεγαβάτ (MW) ηλεκτρικής ενέργειας - αρκετό για μια μικρή πόλη - και θα χωράει στο πίσω μέρος ενός φορτηγού. Μια ιστοσελίδα με βίντεο στον ιστότοπο της Lockheed μιλάει ακόμη και για τροφοδοσία πλοίων και αεροσκαφών με CFR.

Οι δηλώσεις της Lockheed αποκαλύπτουν λίγα για τη φύση του αντιδραστήρα. Η Εβδομάδα Αεροπορίας δημοσίευσε χθες τον πιο λεπτομερή απολογισμό έχοντας πάρει συνέντευξη από τον αρχηγό της ομάδας, Thomas McGuire.

Η σύντηξη επιδιώκει να απελευθερώσει ενέργεια από το εσωτερικό των ατομικών πυρήνων κάνοντας ελαφρούς πυρήνες, συνήθως ισότοπα υδρογόνου, να συντηχθούν για να σχηματίσουν ήλιο. Το πρόβλημα είναι ότι όλοι οι πυρήνες είναι θετικά φορτισμένοι και έτσι απωθούνται μεταξύ τους. Για να τους φέρουμε αρκετά κοντά ώστε να συντηχθούν, είναι απαραίτητο να θερμάνουμε ένα πλάσμα - ένα αέριο πυρήνων και ηλεκτρονίων - σε περισσότερους από 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, έτσι ώστε οι πυρήνες να ταξιδεύουν με αρκετά υψηλές ταχύτητες ώστε να συντηχθούν όταν συγκρούονται μεταξύ τους. Η πρόκληση στην κατασκευή ενός αντιδραστήρα σύντηξης είναι να περιοριστεί το πλάσμα έτσι ώστε να μην αγγίζει τις πλευρές του δοχείου του, επειδή η θερμοκρασία του θα έλιωνε οποιοδήποτε μέταλλο. Οι περισσότεροι αντιδραστήρες, όπως τα tokamaks όπως το ITER, χρησιμοποιούν ισχυρά μαγνητικά πεδία για περιορισμό.

Από τις φωτογραφίες της Lockheed του CFR, δείχνει ομοιότητες με μια μαγνητική διαμόρφωση γνωστή ως γεωμετρία αιχμής, ίσως μια γνωστή ως "φράχτη πικετών". Οι εικόνες δείχνουν μια σειρά από ηλεκτρομαγνήτες σε σχήμα δακτυλίου που είναι διατεταγμένοι σε μια σειρά, σαν δαχτυλίδια κουρτινών σε μια ράγα. Εάν πρόκειται για περίφραξη, τότε το πλάσμα θα περιορίζεται κατά μήκος του άξονα που τρέχει κάτω από τη μέση των δακτυλίων και οι ηλεκτρομαγνήτες παράγουν μια σειρά μαγνητικών πεδίων που διογκώνονται προς το κεντρικό πλάσμα - μια σειρά από ακμές. Το αποτέλεσμα αυτού είναι ότι εάν ένα φορτισμένο σωματίδιο κοντά στον άξονα κινηθεί προς τα έξω, αρχίζει να βιώνει ένα μαγνητικό πεδίο που το σπρώχνει προς τα πίσω. Αυτό είναι απαλό στην αρχή, αλλά όσο πιο μακριά το σωματίδιο απομακρύνεται από τον άξονα, τόσο πιο έντονα ωθείται προς το κέντρο. Αυτό καθιστά το περιορισμένο πλάσμα λιγότερο επιρρεπές σε αστάθειες που μαστίζουν άλλους τύπους συγκράτησης σύντηξης.

Οι γεωμετρίες του άκρου προτάθηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1950 από τον Χάρολντ Γκραντ του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης, αλλά εγκαταλείφθηκαν επειδή τα πειράματα έδειξαν ότι τέτοιες μηχανές θα είχαν διαρροή:Τα σωματίδια θα μπορούσαν να διαφύγουν από τα κενά μεταξύ του ενός ηλεκτρομαγνήτη και του επόμενου. Ορισμένες ιδέες ακμής έχουν αναβιώσει σε πιο πρόσφατες συσκευές όπως το Polywell, το οποίο δημιουργεί μια τρισδιάστατη και όχι γραμμική γεωμετρία άκρου. Σύμφωνα με την Εβδομάδα Αεροπορίας, το CFR θα χρησιμοποιούσε υπεραγωγούς στους ηλεκτρομαγνήτες του -που δεν ήταν διαθέσιμοι στους ερευνητές τη δεκαετία του 1950- οι οποίοι θα παρείχαν ισχυρότερα μαγνητικά πεδία και έτσι θα βελτίωναν τον περιορισμό. Οι δηλώσεις της Lockheed αναφέρονται στο συνδυασμό των καλύτερων τμημάτων πολλών προσεγγίσεων περιορισμού. Ο Cowley πιστεύει ότι μπορεί επίσης να χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται αντιστρεπτική διαμόρφωση πεδίου (FRC), στην οποία τα ελικοειδή μαγνητικά πεδία προκαλούνται στο πλάσμα έτσι ώστε να περιορίζεται. Τα FRC πάλι χρονολογούνται από τα τέλη της δεκαετίας του 1950 και τη δεκαετία του 1960, αλλά τείνουν να είναι πολύ βραχύβια, με διάρκεια της τάξης του ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου. "Πιθανότατα προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα FRC μέσα σε έναν φράχτη", εικάζει ο Cowley.

*Ενημέρωση, 17 Οκτωβρίου, 10:53 π.μ.: Τρεις αιτήσεις διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ που κατατέθηκαν στις 9 Οκτωβρίου από τον McGuire αποκαλύπτουν περισσότερες λεπτομέρειες για τον αντιδραστήρα. Φαίνεται να είναι κάποιο είδος συσκευής γεωμετρίας ακμής αλλά πιο περίπλοκο από έναν φράχτη. Φαίνεται επίσης να έχει μια δομή γνωστή ως μαγνητικός καθρέφτης σε κάθε άκρο. Αυτό λειτουργεί ως μαγνητικό βύσμα για να σταματήσει τη διαφυγή σωματιδίων κατά μήκος του άξονα της συσκευής.

Ένα πιθανό πρόβλημα με τη συσκευή που έχει επισημανθεί από επιστήμονες που έχουν μιλήσει με την Science Το μυστικό είναι ότι φαίνεται να έχει ηλεκτρομαγνητικά πηνία κατασκευασμένα από υπεραγωγό μέσα στο δοχείο αντίδρασης. Εάν βρίσκονταν σε αυτή τη θέση σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης που λειτουργεί, ο υπεραγωγός θα καταστρεφόταν από τα υψηλής ενέργειας νετρόνια που είναι προϊόν αντιδράσεων σύντηξης. Άλλα σχέδια που χρησιμοποιούν υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας έχουν περισσότερο από ένα μέτρο θωράκιση για την προστασία των μαγνητών από τα νετρόνια, αν και ερευνητές στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης πιστεύουν ότι αυτό θα μπορούσε να μειωθεί έως και 77 εκατοστά. Ακόμα κι αν ήταν δυνατό να μειωθεί αυτό στα 70 cm και μια τέτοια θωράκιση προστέθηκε στον τρέχοντα σχεδιασμό της Lockheed, οι ερευνητές λένε ότι θα έκανε τη συσκευή να έχει πλάτος 18 μέτρα, όχι τα 7 μέτρα που ισχυρίζεται η εταιρεία.