Ученые Национального термоядерного комплекса DIII-D Министерства энергетики США выпустили новую концепцию конструкции компактного термоядерного реактора, который, по их мнению, поможет определить технологию, необходимую для коммерческого использования энергии термоядерного синтеза. Концепция Compact Advanced Tokamak (CAT) обеспечивает более производительную, самоподдерживающуюся конфигурацию, которая более эффективно удерживает энергию, позволяя создавать ее с меньшими масштабами и затратами.
Концепция CAT описана в статье, опубликованной в мартовском номере журнала Nuclear Fusion, и была разработана на основе моделирования первого в своем роде реактора. Физико-ориентированный подход объединяет теорию, разработанную на установке General Atomics (GA), работающей под управлением DIII-D, с вычислениями ученых Окриджской национальной лаборатории, использующих суперкомпьютер Cori в Национальном вычислительном центре научных исследований в области энергетики, и основан на разработке и тестировании основные концепции физики на DIII-D.
«Ключом к нашему подходу является повышение давления внутри токамака», - сказал руководитель проекта Ричард Баттери. «Это позволит нам уменьшить ток, что, в свою очередь, облегчит поддержание и сделает плазму более стабильной и более устойчивой. Наши симуляции показывают, что, тщательно формируя плазму и перемещая ток к ее границе, мы можем подавить турбулентные тепловые потери и поддерживать более высокое давление при более низких токах, чтобы достичь состояния, при котором плазма поддерживает себя. Это позволяет создать устройство, которое можно просто включить, постоянно вырабатывая электричество в устойчивом состоянии».
Два американских органа - Консультативный комитет по наукам о термоядерной энергии Министерства энергетики США (FESAC) и Национальная академия наук, инженерии и медицины (NASEM) - недавно опубликовали отчеты, призывающие к действиям по развитию термоядерной энергии в США. В отчете FESAC излагается десятилетний стратегический план по ускорению развития термоядерной энергии и продвижению науки о плазме, в то время как в отчете NASEM содержится призыв к безотлагательным инвестициям со стороны правительства и частного сектора, чтобы пилотная термоядерная установка была введена в эксплуатацию в 2035-2040 годах.
«Ключевой рекомендацией обоих докладов является создание научно-технической базы для создания экспериментальной термоядерной установки с низкими капитальными затратами, которая заложит основу для коммерческих термоядерных реакторов», - сказал Джорджия Гарри. «В Соединенных Штатах формируется национальная стратегия термоядерной энергии, и этот новый дизайн поможет определить необходимые технологии и облегчит критические проблемы проектирования», - добавил он.