Сегодня 05 февраля 2023
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
Теги → general atomics

Первая в мире термоядерная электростанция может быть построена в США — сначала это будет лишь демонстратор

На днях компания General Atomics (GA) объявила о новой концепции экспериментальной термоядерной установки (FPP) для получения безопасной и экологически чистой термоядерной энергии. Вопрос о создании демонстратора вскоре будет решаться с партнёрами компании. В случае согласования проекта в США может появиться первая в мире электростанция на термоядерном синтезе, которая покажет жизнеспособность технологии.

 Источник изображения: General Atomics

Источник изображения: General Atomics

В основе проекта лежит предложенное General Atomics уникальное решение по съёму энергии термоядерного синтеза в бланкете из карбида кремния, а не широко используемой сегодня для изготовления токамаков стали. Бланкеты переводят энергию возникающих в процессе синтеза нейтронов в простой для дальнейшей утилизации вид. В частности, разогревая теплоноситель для дальнейшего использования в газовых турбинах для выработки электричества.

Решение General Atomics GAMBL (GA Modular Blanket) позволит поднять температуру теплоносителя в два раза с примерно 500 °C до свыше 1000 °C. Также в бланкете в процессе реакций вырабатывается тритий — будущий компонент топлива, что обеспечит самодостаточность процессам термоядерного синтеза.

«Экспериментальная термоядерная установка General Atomics — это революционный шаг вперед для коммерциализации термоядерной энергии, — сказал д-р Уэйн Соломон (Wayne Solomon), вице-президент по энергии магнитного синтеза компании General Atomics. — Наш практический подход к созданию FPP является кульминацией более чем шестидесятилетних инвестиций в исследования и разработки в области термоядерного синтеза».

Крупнейшим в мире экспериментом по созданию термоядерного реактора (токамака) с устойчивым самоподдерживающимся выходом энергии остаётся международный проект ИТЭР на юге Франции. Но электричество на реакторе ИТЭР вырабатываться не будет. Поэтому проект General Atomics будет выгодно отличаться от ИТЭР, хотя мощности установок будут несопоставимы по масштабам. Впрочем, повторить международный проект на уровне отдельных стран будет невозможно, тогда как относительно компактная установка General Atomics вполне может стать массовой, если она себя оправдает на уровне демонстратора.

General Atomics и Boeing получили контракт на разработку 300-кВт боевого лазера для армии США

Компании General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) и Boeing получили контракт на разработку твердотельной лазерной системы вооружения высокой мощности класса 300 кВт с распределенным усилением. Это должна быть простая и надёжная конструкция, демонстратор которой в рамках контракта представят разработчики. Сроки и суммы договора не раскрываются. Задел для проекта есть у обеих компаний, поэтому результата долго ждать не придётся.

 Источник изображения: General Atomics Electromagnetic Systems

Источник изображения: General Atomics Electromagnetic Systems

Боевые лазерные системы давно будоражат умы военных. Подобное оружие обеспечит как «бесконечные патроны», так и минимизирует сопутствующий ущерб. Мощные химические лазеры конструктивно доступны, но громоздки и сложны в эксплуатации. Более лёгкой и удобной альтернативой химическим лазерам должны стать твердотельные лазеры и такие разрабатывают все ведущие мировые державы.

Впрочем, заказанная General Atomics и Boeing установка будет отличаться даже среди твердотельных лазеров. К сегодняшнему дню в области военного применения лазеров сложилась традиция комбинировать лучи от нескольких волоконнооптических твердотельных лазеров в один мощный луч. Согласовывать приходится до десятка лучей малой мощности, что сопряжено с трудностями и чревато потерями энергии.

В General Atomics предложили другой подход для суммирования мощности, при котором нет необходимости в волоконнооптических линиях и согласовании. Утверждается, что две лазерные головки «седьмого поколения» могут просто и в довольно простой конструкции складывать мощность излучения до требуемых величин — это так называемое распределённое усиление.

Что касается компании Boeing, то она представит программное обеспечение по управлению лазерным лучом и установкой в целом, включая сбор данных, отслеживание и наведение. Ранее Пентагон уже заявлял о намерении получить в свои руки прототипы боевых твердотельных лазеров мощностью 300 кВт и 500 кВт, на основе которых будет сделан выбор в пользу тех или иных лазерных технологий в период до 2030 года.

В США испытают систему повышения эффективности плазмы — это сделает термоядерные реакторы проще

На токамаке DIII-D компании General Atomics ввели в эксплуатацию опытную установку для исследований в области высокоэффективной плазмы. Новая система может помочь в достижении результатов в области управляемого термоядерного синтеза и привести к появлению коммерческих реакторов.

 Геликоновая антенна в токамаке DIII-D. Источник изображения:

Геликоновая антенна в токамаке DIII-D. Источник изображения: General Atomics

Шестьдесят лет назад физики предсказали возможность низкочастотных электромагнитных возбуждений в плазме, находящейся во внешнем электромагнитном поле, что позже было подтверждено экспериментально. Такие возбуждения — электромагнитные волны — получили название геликоны. Возбуждение геликонов в облаке плазмы в термоядерном реакторе позволяло влиять на протекание токов в плазме и на её физическое поведение. Учёные получили возможность точной настройки состояния плазмы в реакторе, что обещало помочь в повышении эффективности реакций, включая нагрев и управление токами.

На токамаке DIII-D установили и на днях ввели в эксплуатацию самую большую «геликоновую» антенну, состоящую из 30 секций, что вдвое больше, чем в предыдущих экспериментах.

«Новая гребенчатая антенна бегущей волны в паре с микроволновым источником мощностью 1 МВт частотой 476 МГц и линиями передачи позволяет физикам вводить очень мощные "геликоновые" радиоволны в плазму DIII-D. Эта система управляет важным процессом в плазме, который позволяет реакциям термоядерного синтеза протекать намного более эффективно. Подобные повышения эффективности имеют решающее значение для разработки экономичных термоядерных электростанций», — сообщается в пресс-релизе General Atomics.

 Источник изображения: General Atomics

Источник изображения: General Atomics

Проект геликона на базе токамака DIII-D вобрал в себя почти десятилетнее международное сотрудничество с момента начала его планирования в 2012 году. После базовой теоретической работы коллег из России исследователи General Atomics успешно протестировали в 2016 году экспериментальную геликоновую антенну малой мощности (100 Вт). Успех маломощной антенны привёл к новому сотрудничеству с Институтом физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в Хэфэе, где собрали антенну большой мощности (до 1 МВт). Всё это проявит себя в новых экспериментах, которые не за горами.

Термоядерный реактор ИТЕР получил из США первый из шести огромных магнитов для плазменной ловушки

Компания General Atomics отметила отгрузку первого модуля для сборки центрального соленоида термоядерного демонстратора ИТЕР (ITER). Это крупнейший и самый мощный в мире импульсный сверхпроводящий магнит, которых для проекта ИТЕР требуется шесть штук. Каждый из них шириной более четырёх метров и высотой три метра — невероятно сложное и большое изделие. Первый магнит уже доставлен во Францию, а второй будет доставлен в сентябре.

 Один магнит упакован для отгрузки, второй подготавливают. Источник изображения: General Atomics

Один магнит упакован для отгрузки, второй подготавливают (фото за июнь 2021 года). Источник изображения: General Atomics

Вес одного магнита приближается к 170 тоннам. В сборе соленоид из шести магнитов будет высотой 18 метров и весом свыше 1000 тонн. Это сердце термоядерной установки. Электромагниты будут создавать тороидальное электромагнитное поле, удерживающее плазму внутри реактора и не дающее разрушать его оболочку. Седьмой магнит будет сделан про запас, если один из основных будет повреждён при транспортировке или монтаже.

 Соленоид из 6 магнитов в сборе. Источник изображения: General Atomics

Соленоид из 6 магнитов в сборе. Источник изображения: General Atomics

На каждый из магнитов ушло и уйдёт 6,4 км сверхпроводящего ниобий-оловянного проводника. Его в рамках проекта поставляет Япония. В обмотке магнитов будет циркулировать ток силой 15 млн ампер. До начала поставок все магниты проходят проверку.

Демонстратор термоядерного реактора по проекту ИТЕР строится во Франции в сотрудничестве 35 стран. Проект стартовал в 2010 году и в прошлом году (с заметным отставанием от графика), начался монтаж непосредственно реактора. Поставка магнитов компанией General Atomics также идёт с отставанием. Первый модуль планировалось доставить на строительную площадку в 2019 году. По факту первый модуль доедет до площадки только в этом месяце.

 Соленоид в составе реактора. Источник изображения: General Atomics

Соленоид в составе реактора. Источник изображения: General Atomics

Завершение строительства ИТЕР, который не будет вырабатывать электроэнергию, а просто станет живым доказательством рабочей концепции, ожидается до конца 2024 года. Первая плазма на реакторе должна быть получена в 2025 году.

Боевой беспилотник Avenger впервые отследил цели в инфракрасном диапазоне

Американская компания General Atomics Aeronautical Systems сообщила, что беспилотному летательному аппарату Avenger впервые удалось обнаружить и отследить несколько целей при помощи прицельно-разведывательной системы Lockheed Martin Legion Pod.

 Источник: newatlas.com

Источник: newatlas.com

Обнаружение и сопровождение воздушных целей самолётом или дроном является стандартной процедурой, однако обычно для этого используется радар. Это достаточно эффективное решение, но использовать радар получается не всегда. К примеру, его приходится отключать, чтобы не обнаружить свою позицию, кроме того, сигнал радара может быть подвержен помехам, естественным или преднамеренным.

Для решения данной проблемы компания Lockheed Martin разработала прицельно-разведывательную систему Legion Pod, она уже использовалась на истребителях F-16 и F-15C. Блок длиной 2,5 м и диаметром 41 см оборудован пассивным инфракрасным датчиком IRST21, который заменяет активный радар. Обнаруживая инфракрасное излучение, система обрабатывает данные и отслеживает внешние цели.

Legion Pod оснащена стандартными интерфейсами, поэтому для её установки на летательный аппарат не требуется серьёзных модификаций, её интеграция с программной платформой беспилотника Avenger заняла всего три месяца. Взаимодействие системы с платформой дрона обеспечивается стандартом системных сообщений Open Mission Systems (OMS), в результате установка оказалась быстрой и недорогой.

В ходе испытательного полёта Avenger обнаружил несколько летательных аппаратов, движущихся с высокой скоростью, проанализировал данные сопровождения и смог произвести серию манёвров, необходимых для поражения целей.

«Этот полёт демонстрирует особо ценные возможности датчиков, которые позволяют боевым беспилотным летательным аппаратам вроде Avenger работать автономно в общевойсковых операциях», — прокомментировал проект Дейв Белвин, вице-президент Lockheed Martin.

Пентагон поручил Blue Origin разработку космического корабля с атомными двигателями

В понедельник Пентагон заключил с Blue Origin, частной аэрокосмической компанией Джеффа Безоса (Jeff Bezos), контракт на $2,5 млн на разработку космического корабля на атомной тяге. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) также выбрало Lockheed Martin и General Atomics для первого этапа программы по проектированию и созданию такого космического корабля.

 (Saul Loeb | AFP | Getty Images)

(Saul Loeb | AFP | Getty Images)

По сообщению CNBC, Lockheed Martin получила контракт на $2,9 млн на разработку корабля для программы DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations — «Демонстрационная ракета для гибких окололунных манёвров»), а General Atomics — $22,2 млн на разработку небольшого ядерного реактора, который ляжет в основу ракеты.

DARPA хочет испытать ядерную установку, в которой ядерный реактор в ракете используется для нагрева топлива и вывода корабля за пределы низкой околоземной орбиты. В основе ракетных двигателей обычно лежат химические (двигатели обычных ракет) или электрические (ЭРД в спутниках и космических аппаратах) системы. Агентство заявило, что в обоих случаях есть свои недостатки, а ядерная силовая установка может иметь преимущества обоих: мощность химических двигателей и эффективность электрических.

В заявлении агентства говорится, что оно хочет провести орбитальные испытания такого космического корабля с ядерной установкой уже в 2025 году. Как отметил управляющий программы DRACO майор Натан Грейнер (Nathan Greiner), Blue Origin, Lockheed Martin и General Atomics продемонстрировали возможности для разработки и развёртывания передовых систем реакторов, двигателей и космических кораблей. Первый этап DRACO продлится 18 месяцев.

«Blue Origin рада поддержать DARPA в разработке концепций космических аппаратов для этой важной технологической области», — сказал журналистам старший вице-президент компании по программам перспективного развития Брент Шервуд (Brent Sherwood).

Это один из многих контрактов, заключённых Blue Origin с момента основания исполнительным директором Amazon Джеффом Безосом в 2000 году. Аэрокосмическое предприятие, которое хочет произвести революцию в космическом туризме и колонизировать солнечную систему, в 2020 году заключило с NASA три контракта, включая выполнение миссий и запуск спутника с помощью частично многоразовой тяжёлой ракеты New Glenn.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥