Šią savaitę JAV Energetikos departamentui paskelbus „didelį mokslinį proveržį“ plėtojant sintezės energiją, kilo didžiulis šūksnis, kurio žiniasklaida beveik neabejojo.
„Tai didelis pasiekimas“, – pareiškė energetikos sekretorė Jennifer Granholm. Jos skyrius pranešimą spaudai sakė, kad eksperimentas Lawrence'o Livermore'o nacionalinėje laboratorijoje Kalifornijoje „iš sintezės pagamino daugiau energijos nei lazerio energija, naudojama jai varyti“ ir „pateiks neįkainojamų įžvalgų apie švarios sintezės energijos perspektyvas“.
„Branduolinės sintezės technologija egzistuoja nuo vandenilinės bombos sukūrimo“, – pažymėjo CBS naujienos straipsnis apimantis skelbimą. „Branduolinė sintezė buvo laikoma šventuoju energijos kūrimo graliu. Ir „atrodo, kad dabar sintezės akimirka pagaliau atėjo“, – sakė CBS kūrinys.
Tačiau, kaip teigia daktaras Danielis Jassby, 25 metus Prinstono plazmos fizikos laboratorijos pagrindinis mokslinis fizikas, dirbantis sintezės energijos tyrimų ir plėtros srityje, padarė išvadą 2017 m. straipsnis viduje Atominių mokslininkų biuletenis, sintezės energijos „yra kažkas, ko reikia vengti“.
Jo straipsnis buvo pavadintas „Susidėjimo reaktorius: ne tai, dėl ko jie buvo sukurti“.
„Blogų sintezės reaktoriai jau seniai buvo reklamuojami kaip „tobulas“ energijos šaltinis“, – rašė jis. Ir „žmonija daug labiau artėja“ prie to, kad „pasiektų tą proveržio momentą, kai iš branduolių sintezės reaktoriaus išeinančios energijos kiekis tvariai viršys įeinantį kiekį, gaminant grynąją energiją“.
„Tačiau artėjant prie savo tikslo, – tęsė Jassby, – laikas paklausti: ar tikrai sintezė yra „tobulas“ energijos šaltinis? 25 metus dirbęs su branduolių sintezės eksperimentais Prinstono plazmos fizikos laboratorijoje, išėjęs į pensiją ėmiau aistringiau žiūrėti į branduolių sintezės įmonę. Padariau išvadą, kad branduolių sintezės reaktorius būtų toli gražu ne tobulas, o kai kuriais atžvilgiais artimas priešingai.
„Skirtingai nuo to, kas atsitinka“, kai sintezė vyksta saulėje, „kuri naudoja paprastą vandenilį esant didžiuliam tankiui ir temperatūrai“, Žemėje „sintezės reaktoriai, deginantys daug neutronų turinčius izotopus, turi šalutinių produktų, kurie nėra nekenksmingi“, - sakė jis.
Pagrindinė radioaktyvioji medžiaga sintezės procese Žemėje būtų tritis, radioaktyvus vandenilio variantas.
Taigi būtų „keturios apgailėtinos problemos“ – „radiacinė žala konstrukcijoms; radioaktyviosios atliekos; biologinio ekranavimo poreikis; ir ginklams tinkamo plutonio 239 gamybos potencialas – tai padidina branduolinių ginklų platinimo grėsmę, o ne ją sumažina, kaip norėtų branduolių sintezės šalininkai“, – rašė Jassby.
„Be to, jei branduolių sintezės reaktoriai iš tiesų yra įmanomi... jie turėtų dalytis kai kuriomis kitomis rimtomis dalijimosi reaktorius kamuojančiomis problemomis, įskaitant tričio išsiskyrimą, bauginančius aušinimo skysčio poreikius ir dideles eksploatavimo išlaidas. Taip pat bus papildomų trūkumų, būdingų tik branduolių sintezės įrenginiams: kuro (tričio), kurio gamtoje nėra ir kurį turi papildyti pats reaktorius, naudojimas; ir neišvengiami elektros energijos nutekėjimai vietoje, kurie smarkiai sumažina parduodamą elektros energiją.
„Pagrindinis tričio šaltinis yra dalijimosi branduoliniai reaktoriai“, – tęsė jis. Tritis yra gaminamas kaip atliekos įprastose atominėse elektrinėse. Jie pagrįsti atomų skilimu, dalijimusi, o sintezė apima atomų susiliejimą.
„Jei būtų priimta, deuterio ir tričio sintezė būtų vienintelis elektros energijos šaltinis, kuris nenaudoja natūraliai susidarančio kuro arba nekeičia natūralaus energijos šaltinio, pavyzdžiui, saulės spinduliuotės, vėjo, krintančio vandens ar geoterminės energijos. Unikalu, kad sintezės kuro tričio komponentas turi būti generuojamas pačiame branduolių sintezės reaktoriuje“, – sakė Jassby.
Apie branduolinių ginklų platinimą"Atvira arba slapta plutonio 239 gamyba įmanoma branduolių sintezės reaktoriuje, tiesiog pastačius natūralų arba nusodrintą urano oksidą bet kurioje vietoje, kur skraido bet kokios energijos neutronai. Lėtėjančių neutronų vandenynas, atsirandantis dėl sintezės neutronų išsibarstymo ant reakcijos indo, prasiskverbia į kiekvieną reaktoriaus vidaus kampelį ir plyšį, įskaitant reakcijos indo priedus.
Kalbant apie „papildomus dalijimosi reaktorių trūkumus“, sintezės reaktoriuje: „Tritis bus išsklaidytas ant reakcijos indo, dalelių purkštukų, siurbimo kanalų ir kitų priedų paviršių. Dėl korozijos šilumos mainų sistemoje arba reaktoriaus vakuuminių kanalų pažeidimo į atmosferą arba vietinius vandens išteklius gali patekti radioaktyvusis tritis. Tritis keičiasi su vandeniliu, kad susidarytų trititas vanduo, kuris yra biologiškai pavojingas.
„Be to, kyla problemų dėl aušinimo skysčio poreikio ir prasto vandens efektyvumo“, – tęsė jis. „Stangos sintezės reaktorius yra šiluminė elektrinė, kuri kelia didžiulius vandens išteklius antriniam aušinimo kontūrui, kuris gamina garą, taip pat šilumai pašalinti iš kitų reaktoriaus posistemių, tokių kaip kriogeniniai šaldytuvai ir siurbliai… turėtų mažiausią vandens efektyvumą iš bet kokio tipo šiluminių elektrinių, nesvarbu, ar tai būtų iškastinė, ar branduolinė. Sausroms vis intensyvėjant įvairiuose pasaulio regionuose, daugelis šalių negalėjo fiziškai išlaikyti didelių branduolių sintezės reaktorių.
„Ir visa tai, kas išdėstyta pirmiau, reiškia, kad bet kuris branduolių sintezės reaktorius susidurs su didelėmis eksploatavimo išlaidomis“, – rašė jis.
„Sistuolių sintezės reaktoriaus eksploatavimui reikės darbuotojų, kurių kompetencijos anksčiau buvo reikalingos tik darbui dalijimosi įrenginiuose, pavyzdžiui, saugumo ekspertų, stebinčių apsaugos problemas, ir specialių darbuotojų radioaktyviosioms atliekoms šalinti. Norint valdyti sintezės reaktoriaus sudėtingesnius posistemius, įskaitant kriogeniką, tričio apdorojimą, plazminio šildymo įrangą ir sudėtingą diagnostiką, reikės papildomų kvalifikuotų darbuotojų. Jungtinių Valstijų dalijimosi reaktoriams paprastai reikia mažiausiai 500 nuolatinių darbuotojų per keturias savaitines pamainas, o branduolių sintezės reaktoriams prireiks arčiau 1,000 darbuotojų. Priešingai, tik nedaugelis žmonių turi eksploatuoti hidroelektrines, gamtines dujas deginančias elektrines, vėjo turbinas, saulės elektrines ir kitus energijos šaltinius“, – rašė jis.
„Kelias pasikartojančias išlaidas sudaro radiacijos pažeistų ir plazmos eroduotų komponentų keitimas magnetinio uždarymo sintezėje ir milijonų kuro kapsulių gamyba kiekvienam inercinio uždaro sintezės reaktoriui kasmet. Bet kokios rūšies atominės elektrinės turi skirti lėšų eksploatavimo nutraukimui ir periodiniam radioaktyviųjų atliekų šalinimui.
„Neįsivaizduojama, kad bendros branduolių sintezės reaktoriaus eksploatavimo išlaidos būtų mažesnės nei branduolių sintezės reaktoriaus, todėl gyvybingo branduolių sintezės reaktoriaus kapitalo sąnaudos turi būti artimos nuliui (arba labai subsidijuojamos) vietose, kur vien eksploatavimo išlaidos. dalijimosi reaktorių nėra konkurencingi elektros, pagamintos naudojant ne branduolinę energiją, kaina ir dėl to buvo uždarytos atominės elektrinės“, – sakė Jassby.
„Apibendrinant galima pasakyti, kad branduolių sintezės reaktoriai susiduria su tam tikromis unikaliomis problemomis: natūralaus kuro (tričio) tiekimo trūkumu ir dideliais ir nesumažinančiais elektros energijos nutekėjimais... Šios kliūtys – kartu su milžiniškomis kapitalo sąnaudomis ir keliais papildomais trūkumais, būdingais dalijimosi reaktoriams – Dėl to branduolių sintezės reaktoriai bus sudėtingesni statyti ir eksploatuoti arba bus ekonomiškesni nei bet kurio kito tipo elektros energijos generatorius.
„Atšiauri sintezės realybė paneigia jos šalininkų teiginius apie „neribotą, švarią, saugią ir pigią energiją“. Žemės sintezės energija yra ne idealus energijos šaltinis, išaukštintas jo stiprintuvais“, – pareiškė Jassby.
Šių metų pradžioje iškėlus klausimą dėl tričio kuro trūkumo branduolių sintezės reaktoriams, Mokslas, Amerikos mokslo pažangos asociacijos leidinys, leido an straipsnis Antraštė: „BAIGĖS DUJOS, Trūkstant tričio kuro, sintezės energija gali likti tuščiu baku“. Šiame birželio mėn. kūrinyje buvo minima didelė „reto radioaktyvaus izotopo tričio kaina... Kainuoja 30,000 XNUMX USD už gramą, jis yra beveik toks pat brangus kaip deimantas, tačiau sintezės tyrinėtojams už tokią kainą verta mokėti. Kai tritis sujungiamas aukštoje temperatūroje su deuteriu, dvi dujos gali degti kaip saulė.
Tada yra sintezės reaktorių reguliavimas. Straipsnis pernai m MIT mokslo politikos apžvalga pažymėta: „Bendrojo sintezės energija jau seniai buvo reklamuojama kaip energijos šaltinis, galintis gaminti didelius kiekius švarios energijos... Nepaisant šio pažado, sintezės energija nepasiekė rezultatų po šešis dešimtmečius trukusių tyrimų ir plėtros dėl nuolatinių mokslinių ir techninių iššūkių. Didelės privačios investicijos į komercines sintezės steigimo įmones rodo atsinaujinusį susidomėjimą artimiausio sintezės technologijų plėtros perspektyvomis. Tačiau norint sėkmingai plėtoti sintezės energiją, reikės atitinkamos reguliavimo sistemos, užtikrinančios visuomenės saugumą ir ekonominį gyvybingumą.
„Rizikos taisyklės apima informaciją apie riziką, gautą iš tikimybinių saugos analizių, siekiant užtikrinti, kad reglamentas būtų tinkamas faktinei veiklos rizikai“, - sakė ekspertas. straipsnis. „Nepaisant naudos, kurią suteikia į riziką pagrįstos sistemos pritaikymas brandžiai dalijimosi pramonei, į riziką pagrįstų taisyklių taikymas licencijuojant pirmosios kartos komercines branduolių sintezės technologijas gali pakenkti ekonominio artimiausio laikotarpio sintezės diegimo tikslui. Komercinė sintezės technologija neturi pakankamai eksploatacinės ir reguliavimo patirties bazės, kad būtų galima greitai ir veiksmingai taikyti į riziką pagrįstus reglamentus.
Nepaisant to, kad žiniasklaida plačiai džiūgavo dėl praėjusios savaitės pranešimo apie sintezę, žiniasklaidoje buvo pastebėta tam tikrų komentarų. Arianna Skibell iš Politinis rašė kūrinys pavadinimu „Štai branduolinės sintezės tikrovės patikrinimas“. Ji sakė, kad „yra bauginančių mokslinių ir inžinerinių kliūčių, kad šis atradimas taptų mašinomis, kurios gali nebrangiai paversti sintezės reakciją į elektros energiją tinklui. Dėl to sintezė priskiriama kategorijai „gal vieną dieną“.
„Čia yra keletas priežasčių, dėl kurių galima sušvelninti lūkesčius, kad šis proveržis duos greitą pažangą sprendžiant klimato krizę“, – sakė Skibellas. „Visų pirma, kaip įspėjo klimato mokslininkai, pasaulis neturi dešimtmečių laukti, kol ši technologija bus potencialiai perspektyvi, kad būtų sumažintas šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas. Ji citavo Pensilvanijos universiteto klimato mokslininko Michaelo Manno komentarą: „Labiau būčiau sujaudintas pranešimo, kad JAV nutraukia iškastinio kuro subsidijas.
Henris Fountainas savo New York Times " internetinis stulpelis „Klimato pirmyn“, rašė kaip „pasauliui greitai reikia smarkiai sumažinti [anglies] išmetimą... Taigi net jei branduolių sintezės jėgainės taptų realybe, greičiausiai tai neįvyks laiku, kad būtų išvengta artimiausiu metu blogėjančio klimato kaitos padarinių. Daugelis klimato mokslininkų ir politikos formuotojų teigia, kad daug geriau sutelkti dėmesį į šiuo metu turimas atsinaujinančios energijos technologijas, tokias kaip saulės ir vėjo energija, kad būtų lengviau pasiekti šiuos išmetamųjų teršalų tikslus.
„Taigi, jei sintezė nėra greitas klimato kaitos sprendimas, ar tai galėtų būti ilgalaikis pasaulio energijos poreikių sprendimas? jis nuėjo toliau. „Galbūt, bet kaina gali būti problema. Nacionalinis uždegimo centras Livermore, kur buvo atliktas eksperimentas, buvo pastatytas už 3.5 mlrd.
Lawrence'o Livermore'o nacionalinė laboratorija turi ilgą sintezės istoriją. Čia, vadovaujant branduoliniam fizikui Edwardui Telleriui, kuris tapo jos direktoriumi, buvo sukurta vandenilinė bomba. Iš tiesų, jis ilgą laiką buvo apibūdinamas kaip „vandenilio bombos tėvas“. Vandenilio bomba naudoja sintezę, o atominė bomba, kurią Telleris anksčiau dirbo Los Alamos nacionalinėje laboratorijoje, naudoja skilimą. Atominių bombų kūrimas Los Alamose lėmė branduolinę atšaką: atominės elektrinės, naudojančios dalijimąsi.
„ZNetwork“ finansuojamas tik iš skaitytojų dosnumo.
Paaukoti