Az MIT egy valódi ARC fúziós reaktort tervez

By Evan Ackerman

Posted 2015-08-11 17:00 GMT

Iron Man alma materének van egy terve egy valós ARC fúziós reaktorhoz

Kép: Marvel

A Marvel filmes változata, Tony Stark az 1990-es évek elején végzett az MIT-n. Később a Stark Industriesnál épített egy ARC-reaktort, de úgy tűnik, az egyetemistaként végzett kezdeti kutatásainak egy része megmaradt néhány jegyzetfüzetben valahol az MIT egyik poros polcán. Csak néhány évtizedbe telt, de az MIT kutatócsoportjának sikerült kidolgoznia egy saját, teljesen felfegyverzett és működőképes ARC fúziós reaktor előzetes terveit.

Az ARC a “megfizethető, robusztus, kompakt” rövidítése. A terv egy olyan fúziós reaktor, amely a tokamakon alapul, és mágneses tereket használ a plazma elég magas hőmérsékleten (több tíz- vagy százmillió Celsius-fok) való tartásához, hogy fenntartsa a fúzióhoz szükséges feltételeket. Az ITER nevű tokamak jelenleg Franciaországban épül, és a 2030-as évekre több tízmilliárd dolláros költséggel működőképes lehet. Egy csomó különböző kutatóintézet dolgozik újabb megközelítéseken, amelyek célja, hogy sokkal gyorsabbak és sokkal, sokkal olcsóbbak legyenek; az ARC ezek közül a legújabb.

Az MIT ARC tervét az teszi különlegessé, hogy a kereskedelemben kapható szupravezetők egy új osztályát, a ritkaföldfém-bárium-réz-oxid (REBCO) szupravezető szalagokat használja. Ezek a szupravezetők lényegesen nagyobb mágneses tereket képesek létrehozni a reaktor belsejében. És mivel minden mágneses térnövekedés a negyedik hatványra emeli a fúzió szintjét, a REBCO szupravezetők használatával a mágneses térerősség közel kétszeresére növelhető a fúziós teljesítmény a hagyományos szupravezetőkhöz képest egy nagyságrenddel.

Illusztráció:

Ezzel a hatalmas teljesítménynövekedéssel az MIT képes volt egy sokkal kisebb (és ezért olcsóbb) reaktort tervezni, amely még mindig jelentős mennyiségű villamos energiát képes termelni. Az ARC-reaktor első prototípusa egy 270 MWe teljesítményű erőmű lenne, amely háromszor és hatszor annyi energiát termelne, mint amennyire önmaga fenntartásához szüksége van. A reaktor, amely mintegy 100 000 háztartás energiaellátásához elegendő energiát termelne, viszonylag kompakt, fele akkora lenne, mint az ITER. További előnye lenne, hogy moduláris maggal rendelkezne, így sokkal könnyebb lenne mind a szervizelése, mind a vele való kísérletezés.

A reaktor felépítését az is egyszerűsítené, hogy árnyékolóanyagként, neutronmoderátorként és hőcserélő közegként egy folyadékot (fluor-lítium-berillium olvasztott sót) használnának. A folyadék bevonja a reaktort, a benne zajló fúzió hatására felmelegszik, majd egy nagy hatásfokú Brayton-ciklusú motoron keresztül áramot termel.

Az ARC-reaktor szinte teljes egészében meglévő, bevált technológián alapul, és az MIT szerint hasonló összetettségű és méretű berendezéseket már körülbelül öt év alatt megépítettek. Az MIT szerint “töredékébe” kerülne, mint amennyibe az ITER megépítése kerülne. Amennyire tudjuk, ez a töredék kilenctized része, de a következtetés az, hogy az ARC-reaktor lényegesen olcsóbb lenne, főként kisebb mérete miatt.”

Meg kell jegyeznünk, ahogy a kutatók is teszik, hogy “a teljes műszaki tervezés meghaladja az ARC-tanulmány kereteit”. Azonban nincs olyan elméleti vagy technológiai akadály, amely megakadályozná egy ARC-reaktor mérnöki tervének kidolgozását. Ha ez megtörténik, akkor akár már egy évtizeden belül láthatnánk egy kész reaktort üzemelni.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.