Tony Stark z filmów Marvela studiował na MIT we wczesnych latach 90. Później wybudował reaktor ARC w ramach działalności Stark Industries. Niemniej, wygląda na to, że część badań wykonał jeszcze na uczelni, a ich wyniki przetrwały w jakimś archiwum. Po kilku dekadach, zespół naukowców z MIT wykonał własne plany uzbrojonego i zdolnego do działania reaktora fuzyjnego ARC.

ARC oznacza „affordable, robust, compast”, czyli „tani, silny, niewielki”. Plan naukowców z MIT zakłada stworzenie konstrukcji opartej o tę samą zasadę działania co tokamaki – ma utrzymywać plazmę o temperaturze kilku milionów stopni Celsiusza przy użyciu silnego pola magnetycznego. Tokamak zwany ITER jest obecnie budowany we Francji – ma być gotowy w latach trzydziestych naszego wieku i pochłonie kilkadziesiąt miliardów dolarów. Wiele innych organizacji pracuje nad rozwiązaniami, które pozwolą na budowę funkcjonalnego reaktora taniej i szybciej. ARC jest najnowszym przykładem tego typu starań.

Główną cechą wyróżniającą instalację MIT jest wykorzystanie nowej klasy dostępnych komercyjnie taśm nadprzewodzących nazywanych REBCO (rare-earth barium copper oxide – metale ziem rzadkich, bar, miedź). Pozwalają one na wytworzenie znacznie silniejszych pól magnetycznych. Zważywszy, że pomiędzy jego parametrami, a intensywnością fuzji występuje zależność w czwartej potędze, istnieje tu duży potencjał do innowacji. Planowane podwojenie intensywności pola magnetycznego ma wiązać się z powiększeniem mocy syntezy o cały rząd wielkości w porównaniu do efektów, na które pozwalają standardowe nadprzewodniki.

Tak wielki skok mocy ma pozwolić MIT na zaprojektowanie znacznie mniejszego (i w efekcie tańszego) reaktora, zdolnego mimo wszystko produkować istotną ilość elektryczności. Pierwszy samowystarczalny prototyp ARC byłby elektrownią o mocy 270 MW (energii elektrycznej), wytwarzającą od 3 do 6 razy większą energię niż potrzeby własne bloku. Wystarczyłoby to na zasilenie stu tysięcy typowych domostw przy rozmiarze dwukrotnie mniejszych niż ITER. Kolejną zaletą byłby modułowy rdzeń, pozwalający na łatwiejszą obsługę i większą przystępność podczas wykonywania eksperymentów.

arcreactorMITARCteam-1439277893447

Kolejnym uproszczeniem ma być wykorzystanie w charakterze moderatora, materiału osłonowego i środka wymiany ciepła cieczy – roztopionej soli opartej o lit beryl i fluor. Płyn otacza reaktor, jest rozgrzewany przez zjawiska jądrowe w jego wnętrzu, następnie oddaje energię w silniku bazującym o obieg Braytona.

Najistotniejszy jest chyba fakt, że reaktor ARC bazuje niemal w całości na istniejącej, sprawdzonej technologii i według MIT urządzenia o podobnej wielkości i stopniu skomplikowania „powstają w ciągu pięciu lat”. Uczelnia twierdzi również, że koszt przedsięwzięcia to „ułamek” środków wymaganych na ukończenie ITER. Trzeba jednak pamiętać, że 9/10 to również ułamek…

Trzeba zauważyć, że opublikowane badanie nie stworzyło pełnego inżynierskiego projektu reaktora – „wykraczało to poza jego zakres”. Niemniej, pokazano że budowa takiego urządzenia jest możliwa. Jeśli inżynierowie nie natrafią na problemy, których naukowcy nie byli w stanie przewidzieć, być może zobaczymy funkcjonujący ARC już za 10 lat. Latającego Iron Mana chyba niestety się jednakże nie doczekamy…

[źródło i grafika: spectrum.ieee.org]

Kolejny artykuł znajdziesz poniżej