Phillip Hopkins
0 
1203
55
Ett privat kärnfusionsföretag har upphettat en väteplasma till 27 miljoner grader Fahrenheit (15 miljoner grader Celsius) i en ny reaktor för första gången - varmare än solens kärna.
Den brittiska baserade Tokamak Energy säger att plasmatestet är en milstolpe i sin strävan att vara den första i världen som producerar kommersiell elektricitet från fusionskraft, eventuellt 2030.
Företaget, som är uppkallad efter vakuumkammaren som innehåller fusionsreaktionen i kraftfulla magnetfält, tillkännagav inrättandet av superhotplasma i sin experimentella ST40-fusionsreaktor i början av juni.
Det framgångsrika testet - den högsta plasmatemperatur som hittills uppnåtts av Tokamak Energy - innebär att reaktorn nu kommer att förberedas nästa år för ett test av en ännu varmare plasma, på mer än 180 miljoner grader F (100 miljoner grader C).
Det kommer att sätta ST40-reaktorn inom de driftstemperaturer som krävs för kontrollerad kärnfusion; Företaget planerar att bygga en ytterligare reaktor år 2025 som kommer att producera flera megawatt fusionskraft.
"Det har varit väldigt spännande," berättade Tokamak Energy-grundare David Kingham. "Det var mycket bra att se informationen komma igenom och kunna få högtemperaturplasma - förmodligen utöver vad vi hoppades på." [Science Fact eller Fiction? Tänkbarheten hos 10 vetenskapliga koncept]
Tokamak Energy är ett av flera privatfinansierade företag som tävlar om att skapa en fungerande fusionsreaktor som kan leverera el till nätet, kanske år före mitten av 2040-talet, när ITER-fusionsreaktorprojektet i Frankrike förväntas till och med uppnå sin "första plasma. "
Det kan ta ytterligare ett decennium efter det innan den experimentella ITER-reaktorn är redo att skapa kvarvarande kärnfusion - och även då kommer reaktionen inte att användas för att generera någon elektricitet.
Stjärna i en burk
Kärnfusionen av väte i det tyngre elementet helium är den huvudsakliga kärnreaktionen som håller vår sol och andra stjärnor brinnande i miljarder år - varför en fusionsreaktor ibland liknar en "stjärna i en burk."
Kärnfusion sker också inuti kraftfulla termonukleära vapen, även känd som vätebomber, där väte värms upp till fusionstemperaturer av plutoniumklyvningsanordningar, vilket resulterar i en explosion hundratals eller tusentals gånger kraftigare än en fissionbombe.
Jordbundna kontrollerade fusionsprojekt som ITER och Tokamak Energy-reaktorer kommer också att smälta vätebränsle, men vid mycket högre temperaturer och lägre tryck än finns i solen.
Förespråkare för kärnfusion säger att det kan göra många andra typer av elproduktion föråldrade genom att producera stora mängder el från relativt små mängder av de tunga väteisotoperna deuterium och tritium, som är relativt rikliga i vanligt havsvatten.
"Femtio kilogram tritium och 33 kilo deuterium skulle producera en gigawatt el under ett år," medan mängden tungt vätgasbränsle i reaktorn vid varje tidpunkt skulle vara bara några få gram, sade Kingham.
Det är tillräckligt med energi för att driva mer än 700 000 genomsnittliga amerikanska hem, enligt siffror från US Energy Information Administration.
Befintliga kärnkraftsanläggningar genererar elektricitet utan att producera växthusgasutsläpp, men de drivs av radioaktiva tunga element som uran och plutonium och skapar mycket radioaktivt avfall som måste hanteras och förvaras noggrant. [5 vardagliga saker som är radioaktiva]
I teorin skulle fusionsreaktorer kunna producera mycket mindre radioaktivt avfall än fissionsreaktorer, medan deras relativt små bränslebehov innebär att kärnkraftsnedbrytningar som Tjernobyl-katastrofen eller Fukushima-olyckan skulle vara omöjliga, enligt ITER-projektet.
Men veteranfusionsforskaren Daniel Jassby, som en gång var fysiker vid Princeton Plasma Physics Laboratory, har varnat för att ITER och andra föreslagna fusionsreaktorer fortfarande kommer att skapa betydande mängder radioaktivt avfall.
Vägen till kärnfusion
ST40-reaktorn och framtida reaktorer planerade av Tokamak Energy använder en kompakt sfärisk tokamak-design, med en nästan rund vakuumkammare istället för att den bredare munkformen används i ITER-reaktorn, sade Kingham.
Ett kritiskt framsteg var användningen av superledande magneter med hög temperatur för att skapa de kraftfulla magnetfält som behövs för att förhindra superhot-plasma från att skada reaktorväggarna..
De 7 fot höga (2,1 meter) elektromagneterna kring Tokamak Energy-reaktorn kyldes med flytande helium för att arbeta vid minus 423,67 grader F (minus 253,15 grader C).
Användningen av avancerade magnetiska material gav Tokamak Energy-reaktorn en betydande fördel jämfört med ITER-reaktorkonstruktionen, som skulle använda krafthungga elektromagneter kylda till några grader över absolut noll, sade Kingham.
Andra investeringsfinansierade fusionsprojekt inkluderar reaktorer som utvecklas General Fusion, baserat i British Columbia och TAE Technologies, baserat i Kalifornien.
Ett Washington-baserat företag, Agni Energy, har också rapporterat tidig experimentell framgång med ännu ett annat tillvägagångssätt för kontrollerad kärnfusion, kallad "beam-target fusion", rapporterade tidigare denna vecka.
Ett av de mest avancerade privatfinansierade fusionsprojekten är den kompakta fusionsreaktorn som utvecklas av den amerikanska baserade försvars- och rymdgiganten Lockheed Martin vid sin Skunk Works engineering-division i Kalifornien.
Företaget säger att en 100-megawatt fusionsreaktor, som kan driva 100 000 hem, kan vara tillräckligt liten för att sätta på en lastbilsvagn och köras dit det behövs.
Originalartikel om .