Lockheed Martin запатентовала компактный реактор синтеза

2 Апреля 2018, Илья Хель 84

Пока мир следит за тем, как в огороде Facebook растет сад камней, Lockheed Martin тихо подает патент, связанный с дизайном потенциально революционного компактного реактора синтеза, он же CFR. Если проект будет развиваться по графику, компания сможет представить прототип системы размером с корабельный контейнер, но способный питать авианосец класса “Нимиц” или 80 000 домов уже в следующем году. Все бы ничего, но, как известно, термоядерный синтез “будет через 20 лет”. Так думали лет 60 назад.

Патент на часть системы конфайнмента, или корпуса, датирован 15 февраля 2018 года. Оборонный подрядчик, штаб-квартира которого находится в штате Мэриленд, подал предварительный запрос 3 апреля 2013 года и официальный почти год спустя. Как же развивался проект с тех пор?

В 2014 году компания вообще удивила весь мир, заявив, что работает над подобным устройством и несет ответственность за передовые проекты Skunk Works в их офисе в Палмдейле, Калифорния. В то время Томас Макгир, глава Compac Fusion Project, говорил, что цель — создать рабочий реактор за пять лет и вывести проект в массовое производство за десять.

«Я изучал это в аспирантуре Массачусетского технологического института, где, в рамках исследования NASA, я разбирал, как нам быстрее добраться до Марса», говорит Макгир в 2014 году в интервью Aviation Week. «Я начал просматривать все опубликованные идеи. В основном я брал их и объединял, превращая в нечто новое, убирая проблемы одних и заменяя их преимуществами других».

Ученые разрабатывают концепции реакторов синтеза с 1920-х годов, но, к сожалению, большинство функциональных примеров были неэффективными и большими — по сути, размером с небольшое здание — ну и дорогими, конечно. Например, реактор ИТЭР, который строится во Франции силами международного консорциума, будет готов в 2021 году. На него было затрачено в общей сложности 50 миллиардов долларов, и весит он порядка 23 000 тонн.

Все эти устройства, конечно, можно назвать экспериментальными, они слабо отвечают практическим целям, и проблема заключается в ограничении (конфайнинг) реакции, которая протекает в сердце солнца и других звезд. В отличие от реакции ядерного деления, когда атомные ядра расщепляются, выпуская энергию, реакция синтеза включает нагрев газообразного топлива до точки, когда ее атомная структура нарушается под давлением и некоторые частицы сливаются в более тяжелые ядра.

Этот процесс включает выброс массивного объема энергии, в миллион раз больше, чем при обычной химической реакции, вроде сжигания ископаемого топлива, говорит Макгир. Но для этого вам нужно постараться удержать газ, который будет в состоянии чрезвычайно высокоэнергетической плазмы, в течение определенного времени при температуре в сотни миллионов градусов.


Это в целом ограничивает потенциал реакторов, даже больших, из-за опасений, что они могут красиво ломаться. В интервью 2014 года Макгир использовал токамак, устройство магнитного конфайнмента, разработанное советскими учеными в 1950-х годах, в качестве примера. Он объяснил это тем, что у токамака низкий предел магнитного давления, при котором он может работать безопасно.

Макгир постарался объяснить, хотя бы в теории, как CFR должен обойти эти проблемы:

«Проблема токамаков в том, что они могут удерживать лишь определенное количество плазмы, мы называем это бета-пределом», говорит Макгир. Измеряемый как отношение давления плазмы к магнитному давлению, бета-предел обычного токамака очень низкий, или порядка “5% или около того в ограничивающем давлении”, говорит он. Сравнивая тор с шиной мотоцикла, Макгир добавляет: «Если накачать слишком сильно, ограничивающая шина лопнет, поэтому для безопасной работы нельзя подходить слишком близко».

CFR должен избежать этих проблем, предпринимая принципиально другой подход к конфайнменту плазмы. Вместо ограничения плазмы в трубчатых кольцах, серия сверхпроводящих катушек создаст магнитное поле с новой геометрией, в которой плазма удерживается в широких пределах всей реакционной камеры. Сверхпроводящие магниты в катушках будут генерировать магнитное поле вокруг внешней границы камеры. «Вместо того чтобы расширять мотоциклетную шину в воздух, у нас будет труба, которая расширяется в прочную стенку», говорит Макгир. Система будет регулироваться самонастраивающимся механизмом отклика, так что чем дальше будет расширяться плазма, тем сильнее магнитное поле будет толкать ее обратно, удерживая. CFR, как ожидается, будет обладать бета-пределом в единицу.

Если система будет работать, сложно даже представить, как она изменит не только будущее боевых действий, но и саму природу человеческого существования. Работая на шести килограммах топлива — смеси изотопов водорода трития и дейтерия — реактор Lockheed Martin сможет подавать энергию целый год без остановки. За этот период устройство сможет вырабатывать постоянные 100 МВт энергии.

По заявлению компании, реактор может быть достаточно мощным, чтобы с его помощью работал авианосец, самолет размером с С-5 Galaxy, обеспечивать электроэнергией город с населением от 50 до 100 000 человек и, возможно, даже отправить нас в поездку на Марс. В каждом случае компактный реактор заменит большие обычные топливные системы или реакторы деления, исключая вес и массу. Это, в свою очередь, может создать торговое пространство для дополнительной системы или пропускной способности с точки зрения персонала или материальных средств либо обеспечить более экономичную общую форму или дизайн.

В случае авиационных применений, в зависимости от точного размера реактора, система может дать самолету неограниченный радиус полета на протяжении всего жизненного цикла; при этом предельным требованием от экипажа будет необходимость в пище, воде и других системах жизнеобеспечения. Дроны с большой высотой полета смогут оставаться на лету на протяжении месяцев или даже лет, постепенно заменяя спутники и другие коммуникационные инфраструктуры для военных и гражданских применений.

Это также могло бы привести к постоянному наблюдению за широкими областями, в которых обыкновенно трудно контролировать ситуацию с воздуха, например, на огромных просторах Тихого океана, причем практически неограниченно. Это было бы полезно для наблюдения за передвижениями оппонента или изменений в популяциях животных или температуре воды.

Те же преимущества могут получить наземные виды транспорта, корабли или даже космические аппараты: никто не отказался бы от практически неограниченной энергии в компактном форм-факторе, позволяющей покорить тиранию расстояний. Логистические цепочки были бы не нужны как явление. Но самое большое преимущество выльется в виде приятного бонуса для экологии.

Разница между реакцией деления и реакцией синтеза в реакторе в том, что последняя не производит опасных выбросов для озонового слоя, и даже если система откажет, она не приведет к масштабной экологической катастрофе, связанной с выбросом радиации. Дейтерий и тритий вполне успешно используются в коммерческой среде и являются относительно безвредными в низких дозах. Небольшое количество топлива, необходимое для запуска реактора синтеза, само по себе уменьшает риск утечки и загрязнения большой площади.

И поскольку реактор синтеза не нуждается в очищенном материале для деления, его гораздо труднее использовать в качестве стартовой площадки для создания ядерного оружия. Такие реакторы можно будет ставить в больницах, школах, опреснительных установках, безо всякого риска для местных жителей.

Топлива также будет много, и оно будет легко доступным, поскольку морская вода обеспечивает практически неограниченный источник дейтерия, в то время как тритий тоже вполне легко добыть. Отходы гораздо менее опасны, чем те, что остаются после работы ядерных реакторов, а материалы остаются радиоактивными в течение сотен, а не тысяч лет.

Такая система будет вырабатывать тепло и направлять эту энергию для движения турбины, вырабатывающей электричество, а значит Lockheed Martin вполне могла бы предложить замену существующих источников топлива, использующих уголь, нефть и ядерное деление. В чрезвычайной ситуации, например, в результате большого стихийного бедствия, компактные реакторы, размещенные на грузовиках, могли бы быстро восстановить питание целых городов.

Конечно, мы пока не видели реактор синтеза Lockheed Martin и не знаем, станет ли он реальным вообще. Многие компании и организации пытались создать рабочий реактор синтеза уже почти сто лет, но не удалось это пока никому.

С одной стороны, сам факт подачи патентной заявки корпорацией не означает, что они активно развивают технологии, описанные в документе. Кроме того, с момента распространения информации в 2014 году, Skunk Works очень мало рассказывала об этом проекте за пределами сообщества физики плазмы. Правительство США также оставляет за собой право классифицировать патенты, если они являются публичными, которые могут представлять угрозу национальной безопасности. И тот факт, что данный патент таковым не является, тоже ставит под сомнение зрелость проекта.

Вспоминая пятилетний срок разработки, о котором Макгир говорил в 2014 году, стоит ли нам ожидать еще одно крупное заявление от Lockheed Martin в ближайшем будущем?

Lockheed Martin запатентовала компактный реактор синтеза

84 комментария Оставить свой

  1. Vlad727

    Нифига у них не получится

    • Viktor12345

      Vlad727, Жалко будет, если не получится... Человечеству ох как пригодятся такие источники энергии.

      • V toop ie

        Viktor12345, "Человечеству ох как пригодятся "
        Кто сказал, что Человечество достойной получить Американские источники энергии !?
        АХАХАХА Какие же вы наивные !!!!
        НИ кто ни когда не будет делить с вами такими технологиями тем более если они созданы единолично одной страной !

        • doctorwhyy

          V, Мозг почисти, границы стран давненько размыты, все это будет просто продаваться.

          • snow1eopard

            doctorwhyy, Что бы Россия или Иран или Китай могли рельсотронами пулять неограниченно? Ну ну, Америка конечно тупая, но не на столько.

        • Viktor12345

          V, Ээээ, а в Америке, по-вашему не человечество живет?
          Дядь, про законы рынка слышал? То, что имеет спрос, производственную базу и рентабельность будет продаваться.

          • amd212

            Viktor12345, А вы купите хай энд навороченный процессор кампании Intel :-)

            Overview of U.S. Export Control System
            state.gov/strategictrade/overview/

            • Viktor12345

              amd212, И что, в чем проблема? Если бы моей компании нужны была бы эта технология, я бы оценил предложения рынка и нашел самый рентабельный и подходящий вариант.
              Если бы технология была секретная или недоступная, пользовался бы старой или альтернативной.
              В чем трагедия-то?

          • V toop ie

            Viktor12345, VIKTOR12345
            Не будьте НАИВНЫМИ !

            • Viktor12345

              V, Не буду.
              Но и вы не будьте писсимистом))

  2. FUTURENOWMAN

    Было бы круто!

    • V toop ie

      FUTURENOWMAN, Это все фуфло !
      В Новосибирске и Москве вот Там создаются Новые прорывы, но тут об этом не пишут !

      • Margo

        V, Например какие новые прорывы? Хоть просветили бы

      • Viktor12345

        V, Так напишите! А не триндите!

  3. nubulla

    Пушной зверёк подкрался незаметно. Это вам не сланцевая нефть и газ.

    • V toop ie

      nubulla, Это они че сами Себе должны говорить ?

      • nubulla

        V, Нет. Это то Путин Миллера спрашивал - почему вы проспали сланец? Ну вот это уже можно заметить?

        • V toop ie

          nubulla, ну спрашивал, а что Миллер должен был сказать в ответ то !? если на от момент у нас и без Сланца, еще дофига залежей и треть страны еще даже не разведано.

          • nubulla

            V, Дело не в том что бы начать добывать сланец, а в том, что бы иметь представление о динамике цен. Да и насчёт запасов не сильно обольщайтесь. Дело ведь в себестоимости добычи. Да и не в каждое болото трубу затащишь.

  4. Helgeniz

    А потом придут крутые ребята, владеющие энергетикой мира и попросят тихо посидеть в своей лаборатории лет так еще 50-100...

    • nubulla

      Helgeniz, Ну, ну. Хотел бы я посмотреть на этих ребят после посещения Мартинов. Помаргивая глазом, натянутым на Ж они бы улыбались остатками зубов и бессвязно лепетали, что дверью ошиблись.

      • Frog 7489

        nubulla, Этих ребят можно лазерами прогнать

      • Viktor12345

        nubulla, )) соглашусь

    • JA_LULU_MASYU_I_NASTASYU

      Helgeniz, И кто же их попросит: арабы, или сечин с миллером?

    • JA_LULU_MASYU_I_NASTASYU

      Helgeniz, Если я правильно понял, вы имели ввиду тайное мировое правительство, но почему-то оно проморгало Теслу :)
      Наверное, стареет

  5. toge

    "...реакции ядерного деления, когда атомы сталкиваются между собой, выпуская энергию..." - это как-то глубоко ((

  6. psihopaho

    Мда... Вот поржали наверное сотрудники ЦЕРНа и ИТЕРа над автором этого патнта...

    • psihopaho

      psihopaho, Патента

    • nubulla

      psihopaho, Угу, так же как ржали советские ракетчики над SR-71? Типа - опять летит? Ну и Х с ним, все равно не сбить. Пойдём спирт пить.

  7. amd212

    Если бы это было реальностью, то мы бы об этом не узнали :-)

  8. ReggaeStyle

    дайте мне один такой !, норм штука и дом и тачку с телефоном питать/заряжать.

    • V toop ie

      ReggaeStyle, рабам дадут Лишь Провод идущий от счетчика, по которому вы будите платить !

      • doctorwhyy

        V, При чем тур рабы и счётчик, энергия стоит денег и за нее надо платить, проспись

      • Viktor12345

        V, Ну, не хотите от счетчика платить, купите в Китае солнечные батареи.
        Короче, хватит ныть и разводить депрессивные разговоры на научно популярном сайте!

        • V toop ie

          Viktor12345, DOCTORWHYY
          VIKTOR12345
          Поясняю, в таком реакторе Энергия будет стоить например 1 кват = 0,1 коп, а вам будут продавать по 5 рублей, Вот и все !
          Почти Безграничный поток Денег, при условии если ни у кого не будет рабочих данных технологий, они станут Недосягаемо Богатыми !

          • Viktor12345

            V, Так не покупайте электричество у этой компании, а покупайте у другой... (Что за совковое мышление у вас?)
            Конкуренция и свободный рынок - лучший в мире регулятор бизнеса.
            Захотят продавать по 5 рублей, все купят, если у остальных будет по 7 рублей. А сколько у них затраты и чистая прибыль это их дело. Главное - конкурентоспособность товара (электричества) на мировом рынке.

            P.S. В развитых странах есть десятки компаний по домашнему эллектричеству, выбирай любую.

  9. ilik54

    Такой прорыв возможен только на базе новых технологий, новых достижениях в технологии, технологии новых материалов и, конечно, неординарного, почти гениального решения задач, которые вот уже многие годы решаются всеми учеными мира путем количественного накопления, существующего опыта. Может, действительно уже произошел качественный скачок в управляемом термоядерном синтезе?
    Сумели же наши ученые, как утверждает В. В. Путин, создать компактную ядерную силовую установку, с возможностью установить её на ракеты и торпеды почти стандартного размера. Полагаю, что в области чистой науки Россия традиционно впереди планеты всей, даст Бог, мы и тут их обойдём. Не сами, так с помощью их шпионов – это всем известная традиция таких открытий.

    • vesarion

      ilik54, Интересное утверждение. Но к сожалению Нобелевский комитет малёха с вами не согласен. Впрочем, как и патентные агентства.

      • ilik54

        vesarion, Lockheed Martin реально и убедительно делает конкретное дело и конкретные бабки. Ведь, тот, кто владеет энергией, высокотехнологичной энергией, владеет миром, а вы все здесь обычные говноеды и засранцы. подъедающие дерьмо от деятельности этих светочей цивилизации. А сами, между прочим, пользуетесь её плодами и возможностями, короче, свиньи, роющие корни дуба, нажравшись желудей.

    • Margo

      ilik54, Как же это странно..
      С одной стороны Локхид, который вряд ли станет пускаться в пустую брехню.
      С другой стороны... вот прям очень трудно поверить (
      А так хочется чтоб было правдой

      • Viktor12345

        Margo, Охххх, как хочется чтоб было правдой! ждемс подробности в 2019)

    • V toop ie

      ilik54, ILIK54
      Поменьше Читайте данный сайт.
      Россия уже Создала Прорыв ! У нас Уже делается микро термоядерный реактор, основанный на Завихрении плазмы магнитными полями, стремящиеся с двух сторон.

      • ilik54

        V, А где это написано? Что читать?

        • nubulla

          ilik54, Это надо не читать -в это надо верить.

    • viewfromUSA

      ilik54, Просто любопытство - почему Путин сказал про возможную установку компактного ядерного реактора на ракеты и торпеды и не сказал об установке их где-то в глухих местах-деревнях? Зато сегодня разрешил бесплатно собирать валежник.

      • Nite2

        viewfromUSA, Потому что военные технологии рассекречиваются только лет через 10-20, и становятся доступны к гражданскому применению. Во всем мире так, не только в России.
        Или вы хотите, чтобы в глухих деревнях ракеты устанавливали с ядерными двигателями?

        • viewfromUSA

          Nite2, ОКэй, NITE2, переведу свою мысль с русского на русский.
          Там, внизу, моя ссылка на сайт Lоckheed Martin об этом реакторе. Даже без англ.языка поймёшь как будут использовать реактор - на груз.суда (смогут ходить долго в океане без заправки водой и топливом), на большие самолёты (смогут летать дальше без посадок), подавать эл-во на 50-10тыс. домов/квартир, опреснение воды станет на 60% дешевле и т.д., и НИ СЛОВА о применении в военном деле, хотя компания сама и военная.
          Вот к тебе, NITE2, вопрос - почему Путин засунет этот супер-пупер яд. реактор в ракету/торпеду, а не для освещения/отопления тех многих деревень, где до сих пор нет газа и , часто, электричесва? Только не надо про “военные тайны”, не смеши...!
          Зато валежник разрешил собирать, КАРЛ, валежник !!!!

          • Viktor12345

            viewfromUSA, Я хочу того валежника по интернету заказать. Так, на долгую память))

          • designer_andrew

            viewfromUSA, Попробую ответить. Компактные ядерные реакторы уже давно существуют и без Путина, пусть и не такие, чтобы можно было установить в ракету. Но достаточные для того, чтобы дать электричество маленькому городу или запитать самолёт или карьерный самосвал. Что мешало их использовать? Проблема именно в радиации и отходах. Именно поэтому мы не видим мирный атом на каждом углу. А вот для ведения ядерной войны уже плевать на радиоактивность ракеты и компактность нового российского реактора - это действительно достижение, но больше военное достижение. Понятно, что такие реакторы скорее всего могут найти применение в будущих подводных лодках и крейсерах, но никак не в мирной жизни, иначе это бы их уже давно применяли (пусть в версиях и не столь компактных, как новая разработка).

  10. Transchelovek

    Если взять в расчёт, что заявки на патенты принимают не по фантазии, а по конкретно строго оформленным документам, и если сравнить технологии, используемые в современных ядерных реакторов синтеза и материалы, что стали доступны в последнюю пятилетку даже, то измельчение технологии предсказуемо и не носит такого уж "вау" эффекта, скорее "что так долго думали"

    • amd212

      Transchelovek, Ученые запатентовали варп-двигатель
      gamebomb.ru/gbnews/18158

      • Transchelovek

        amd212, вряд ли этот патент зарегистрировали, ни одно устройство не регистрирует только потому что оно что-то делает только в теории и без известного устройства) Подать заявку на патент и получить патент - разные вещи.
        Это раз.
        Два - ссылка со слишком шумным названием статьи не внушающего доверия сайте, без указания источника, название "Ученые запатентовали варп-двигатель, нарушающий законы физики" , а на деле в тексте только "невозможный двигатель") о котором и здесь писали уже много раз.
        Проверяйте хоть источники, а то так и до желтой прессы недалеко)

        • Viktor12345
        • amd212

          Transchelovek, There are a couple links which can be trusted.

          patents.google.com/patent/US20030114313
          patents.google.com/patent/WO2001057881A1

          • Transchelovek

            amd212, Даже если это и зарегистрированные патенты, они скорее носят развлекательный характер, тк до сих пор даже приближенной технологии не разработали.

            • amd212

              Transchelovek, Это да.
              Если я и прав, то вы несомненно правее. :-)

              Поищите в гугле
              the most ridiculous stupidest crazy patents

      • tabasko

        amd212, Hi...

  11. vesarion

    20 лет. Всегда через 20 лет.

    • Transchelovek

      vesarion, Психологическая отметка, не более. На деле за это время изобретут что-нибудь более безопасное и малогабаритное, пусть даже и менее энергоёмкое.

  12. realsomebody

    Утверждалось, что ИТЭР имеет едва ли минимальные размеры для рабочей установки. Пока что Локхеды не продемонстрировали даже тех достижений, что имеют существующие установки. Больше слов о том, как компактную установку можно использовать и как это будет здорово, чем о её текущих результатах.

  13. dvyliiki

    Этим ушлым ребятам надо в Италию ,столько "лапши "только там смогут переварить.
    Перпетум мобиле едрит его в качель. Особенно интерестно про самолёт
    "В случае авиационных применений, в зависимости от точного размера реактора, система может дать самолету неограниченный радиус полета на протяжении всего жизненного цикла; при этом предельным требованием от экипажа будет необходимость в пище, воде и других системах жизнеобеспечения."
    Правдо подзабыли про турбины которые должны крутить герератор ,ах да про источник воды как то забыли наверное как в мультфильмах будут облака "сосать" хрен вам дождик на землю

    • Viktor12345

      dvyliiki, Понятно же, что это все концепты.
      Кстате, а "межконтинентальная ядреная ракета на ядреном двигателе" от изобретателя Путэна вопросов не вызывала, а??

    • Viktor12345

      dvyliiki, У них же не вышел Трамп с ежегодным обращением песдеть про "новые военские технологии". Просто запатентовали и все...

  14. dvyliiki

    Ох забыл такую "малость "свинцовые трусы и шапочка из фольги для пилота "камикадзе"защитить от нейтронного излучения не сможет (термоядерная как никак реакция )зато прикольно смотреться будет .Для тех кто смотрит по телевизору.

    • Viktor12345

      dvyliiki, плохо почитали, в статье про беспилотник было.

  15. Vladimir2017

    Исходная статейка, однако, первого апреля вышла.

  16. viewfromUSA

    Вот инфо с сайта Lockheed Martin об этой штуке - кино с рассказом самого изобретателя. И ни слова об установки на ракеты/торпеды! Тууупые они, амеры!
    (англ)
    /https://lockheedmartin.com/us/products/compact-fusion.html

  17. snow1eopard

    У России разработка есть, новый движок космический, так вот тому движку только источника нехватало нормального, с таким источником и тем движком можно разогнаться очень сильно, до Марса за 1-2 недели. Было бы не плохо так гонять по Солнечной системе, как на такси прям)) глядишь и добыча на астероидах стала бы более чем реальной, ну да лан, будем посмотреть, что-то с трудом вериться что прям все так получится. В Церне только к 2050ом хотят на что-то приемлемое выйти, а тут прям рабочий образец?! Как-то это все, ну вы поняли.

    • snow1eopard

      snow1eopard, Он же Плазменный двигатель.
      Рассматриваемый в настоящее время вариант безэлектродного плазменного ракетного двигателя является новым поколением ЭРД. Он обладает высокой энергетической эффективностью, возможностью использовать в качестве рабочего тела практически любое вещество, способен изменять величину удельного импульса, а максимальная мощность двигателя ограничивается практически только мощностью питания высокочастотного генератора
      https://geektimes.ru/post/276426/

      Т.е. с такой батарейкой он наберет околосветовую скорость очень быстро, потому что эта батарейка очень хорошо отдает энергию, имея при этом небольшую массу, что как раз и нужно для межзвездного полета.

      • snow1eopard

        snow1eopard, Очень быстро, по сравнению с остальными) лет за 10-20)))

        • Viktor12345

          snow1eopard, Все равно это быстро и круто! Ой, скорее бы...

    • tabasko

      snow1eopard, А зачем "Ангара" повашему?

  18. Kovacs

    Позволит на ионных двигах в атмосфере рысачить

  19. Sledopit

    Обмельчал локхид, алхимией занимается.

  20. Sledopit

    Интересно, а в токамаке нельзя "горлышко" создать, чтоб плотность повысить ?

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.