Пълен токамак
Как САЩ похарчиха милиарди и загубиха надпреварата за синтез
Преди 60 години ядрените физици обещаха практически неизчерпаема енергия от вода в близко бъдеще. Въпреки солидното финансиране, особено в САЩ, напредъкът в изследванията на термоядрения синтез е изправен пред значителни технологични предизвикателства.
И вълната от кадрови рокади в американския научен свят изглежда естествена.
Оставката на ръководителя на Принстънската лаборатория по физика на плазмата, NSTX-U (National Spherical Torus Experiment Upgrade), Стюарт Прагер, беше причинена от повреди в NSTX-U, един от най-големите сферични токамаци в света (тороидална камера с магнитни намотки).
За разлика от класическия тороидален токамак, NSTX-U, въпреки че запазва, строго погледнато, същата форма, има изключително малка вътрешна кухина. Това прави възможно ефективното задържане и нагряване на плазмата в по-малко силни магнитни полета. Съоръжението осигурява достатъчно производство на тритий, рядък изотоп на водорода, необходим за термоядрена реакция, а стените на такъв токамак са по-малко уязвими от повреди. Потенциално такива инсталации са икономически по-изгодни.
Големият въпрос е кой е виновен? Токамакът NSTX е модернизиран в продължение на четири години, от 2012 г., и през това време със сигурност беше възможно да се изчисли оптималният дизайн. Ако медната жица се разтопи поради твърде висока температура в намотката, тогава учените и ръководителят на експеримента Прагер са виновни. Ако това не е така, вината е на доставчиците на оборудването и материалите за NSTX-U.
Трябва да се отбележи, че бившият директор на Принстънската лаборатория по физика на плазмата, Робърт Голдстоун, подаде оставка, когато неговият проект - стелараторът NCSX (National Compact Stellarator Experiment) - след надвишаване на бюджетафинансиране от 100 милиона долара, беше решено да се затвори.
Самият Прагер казва, че е обсъдил оставката си само с ръководството на Принстънския университет, който управлява Лабораторията по физика на плазмата.
"Да отговарям за лабораторията по физика на плазмата в Принстън беше прекрасно изживяване. Но когато преминах седемгодишния крайъгълен камък, започнах да мисля как да премина към нов етап от живота си", каза физикът в официално изявление. "Неотдавнашната техническа регресия в съоръжението NSTX-U неочаквано и внезапно постави момента, който ми се струва подходящ за този преход."
 |
| NSTX-U отвън |
| Източник: PPPL Princeton Plasma Physics Laboratory / Flickr |
Една година ще отнеме смяната на бобината, както и друг магнит, който се намира на отсрещната инсталация. През цялото това време NSTX-U ще бъде бездействащ и учените ще се занимават с проблеми на дизайна на инсталацията, тоест грешно изчисляване на възможната оптимизация на дизайна, както и намаляване на рисковете от възможни неизправности. Инженерите вече са предложили четири варианта за замяна на магнити, които минимално засягат работата на други елементи на токамака.
Демер обърна малко внимание на изследванията върху термоядрения синтез. Други научни задачи, според нея, могат да дадат важни резултати сега. Въпреки това тя не отказа да финансира програми за синтез. Демер е на 71 години, все още няма конкретни планове за по-нататъшна работа, но вярва, че "трябва да има живот извън Министерството на енергетиката на САЩ". Тя ще бъде заменена от компютърния учен Стив Бинкли, който, по думите на министъра на енергетиката Ърнест Монис, има "широк поглед върху всички програми".
Предстои още едно важно събитиеАмерикански учени в близко бъдеще. През есента на 2016 г. лабораторията Alcator C-Mod към Масачузетския технологичен институт, която работи повече от 20 години, трябва да затвори. Решението за това беше взето през 2014 г.: Конгресът на САЩ подкрепи финансирането на инсталацията през 2015 г. с условието тя да бъде затворена след една година. Част от служителите на Alcator C-Mod ще отидат на работа в NSTX-U. Днес има само едно голямо действащо изследователско съоръжение за термоядрен синтез в САЩ, DIII-D, управлявано от отбранителния изпълнител General Atomics в Сан Диего.