A Lockheed Martin egy világot megváltoztató fúziós reaktort fejlesztett ki, ami akkora, mint egy hajókonténer

Amikor először jelentették be a projektet, a vállalat azt mondta, hogy már 2019-ben is működhet a forradalmi áramforrás első prototípusa....

Amikor először jelentették be a projektet, a vállalat azt mondta, hogy már 2019-ben is működhet a forradalmi áramforrás első prototípusa.

A Lockheed Martin csendben megkapta a szabadalmat, amely egy forradalmi kompakt fúziós reaktort vagy CFR-t jelent. Ha a projekt az ütemterv szerint halad előre, a vállalat egy olyan prototípusrendszert mutathat be, amely hajókonténer méretű, de képes egy Nimitz-osztályú repülőgép-hordozó vagy 80 000 otthon ellátására akár a következő évben is.

A szabadalom 2018 február 5-i dátummal került bejegyzésre. A Maryland-központú védelmi vállalkozó 2013. április 3-án ideiglenes igényt, majdnem egy évvel később pedig formális kérelmet nyújtott be. (1)

2014-ben a cég nagy visszhangot keltett azzal, hogy bejelentette, hogy egyáltalán dolgozik az eszközön, és hogy a Kaliforniában található Skunk Works felelősségébe tartozik a projekt. Abban az időben Dr. Thomas McGuire, a Skunk Works Compact Fusion Project vezetője elmondta, hogy a cél öt éven belül egy működő reaktor létrehozása, és a gyártás 10 éven belüli elindítása.

A tudósok már az 1920-as évektől kezdve dolgoztak a fúziós reaktor koncepcióin, de sajnos a funkcionális példák többsége nem volt hatékony és nagy - jellemzően egy kisebb épület méretű -, valamint rendkívül drága volt. Például a Nemzetközi Termonukleáris Kísérleti Reaktor, amelyet egy nemzetközi konzorcium épít Franciaországban, és várhatóan 2021-ben készen áll, a becslések szerint  összesen mintegy 50 milliárd dollárba fog kerülni.

Az alábbiakban a Lockheed Martin 2014-ben kiadott videója látható, amelyben Dr. McGuire elmagyarázza a nukleáris fúzió alapjait és a reaktor tervét.

Az atommaghasadással ellentétben, ahol az atomok egymáshoz ütköznek és energiát bocsátanak ki, a fúziós reakció a gáz halmazállapotú tüzelőanyag felmelegedését jelenti addig a pontig, ahol az atomok szerkezete szétesik a nyomás alatt és egyes részecskék egy nehezebb maggá olvadnak össze.

A folyamat hatalmas energia felszabadulását jelenti, amely több milliószor nagyobb, mint egy tipikus kémiai reakció, McGuire szerint ilyen a fosszilis üzemanyag elégetése. Ehhez azonban képesnek kell lennie arra, hogy tartósan megtartsa a gázt, amely végül nagy energiájú plazmaállapotba kerül hosszú ideig tartó, több százmillió fokos Fahrenheit hőmérsékleten.

Ez általában korlátozza a reaktorok lehetőségeit - még a nagy méretűekét is -, a látványos meghibásodással kapcsolatos aggodalmak miatt. Az Aviation Week-nek adott 2014-es interjúban McGuire példaként az 1950-es években a Szovjetunióban feltalált működő tokamakokat említette, melyek alacsony mágneses nyomáshatárral rendelkeztek, amelyek között biztonságosan működhettek.

Ha viszont a Lockheed martin rendszere működik, nehéz eléggé kihangsúlyozni, hogy mennyire drámai módon fogja megváltoztatni nem csak a hadviselés jövőjét, hanem az emberi lét alapvető természetét is. Körülbelül 12 kilogramm tüzelőanyaggal - hidrogén deutérium és trícium izotópjának keverékével - a Lockheed Martin becslése szerint a reaktor képes lenne egy teljes évig működni megállás nélkül. Az eszköz ebben az időszakban képes állandó 100 megawatt teljesítményt generálni.

A cég honlapja szerint a  CFR reaktor elég erős lehet ahhoz, hogy egy repülőgép-hordozót működtessen, vagy egy C-5 Galaxy méretű repülőgépet üzemeltessen, vagy energiát biztosítson 50-100 000 lakosú városok számára, és talán még a Marsra tervezett úthoz szükséges meghajtást is szolgáltassa. Mindegyik esetben a kompakt reaktor helyettesítheti a nagy, hagyományos üzemanyag rendszereket vagy maghasadási reaktorokat, kiküszöbölve a tömegüket és térfogatukat.

A repüléstechnikai alkalmazások esetén a reaktor pontos méretétől függően a rendszer képes lehet egy repülőgép számára korlátlan hatótávolságot biztosítani a teljes életciklusára, ahol a korlátot csak az élelem, a víz és más életet támogató rendszerek fenntartása jelenti a legénység számára. De felhasználható nagy magasságú drónok esetében, amelyek képesek lehetnek arra, hogy hónapokig vagy akár évekig működjenek, és helyettesíthetik a műholdakat és a kommunikációs közvetítő infrastruktúrát mind a katonai, mind a polgári alkalmazások terén.

Ez egyúttal a tartós felügyeletre is kiterjedhet azon tágabb területeken, ahol egyébként nehéz lenne légi úton megfigyelni a dolgokat, például a Csendes-óceán hatalmas térségeiben, többé-kevésbé határozatlan ideig, ami hasznos lehet a potenciális ellenséges mozgások nyomon követésétől az állati populációk vagy a vízhőmérséklet változásainak megfigyeléséig.

Ugyanezek az előnyök vonatkozhatnak a szárazföldi járművekre, a tengeri hajókra vagy az űrjárművekre is, amelyek szinte korlátlan energiaforrással rendelkeznének, amely lehetővé teszi a nagy területeken végzett műveleteket, és sok esetben hatékonyan kiküszöböli a távolság okozta problémát. A katonai alkalmazások terén a pilóta nélküli földi járművek vagy a hajók végtelenül messze eltávolodhatnak a hagyományos logisztikai láncoktól, és a műholdak hosszú távú, erőforrás-igényes tevékenységeket folytathatnának nagy és potenciálisan veszélyes hasadó reaktorok nélkül.

A legnagyobb előnyei közé tartozik az, hogy nem jelent veszélyt az ózonrétegre, és ha a rendszer meghibásodik, akkor nem okoz sugárzást. Mind a deutérium, mind a trícium általában számos szokásos kereskedelmi alkalmazásban megtalálható, és kis dózisokban viszonylag ártalmatlan. A fúziós reaktor működéséhez szükséges kis mennyiségű üzemanyag önmagában csökkenti annak a valószínűségét, hogy a szivárgás egy baleset esetén nagy területet beszennyezhet.

És mivel egy fúziós reaktor nem igényel finomított hasadóanyagot, sokkal nehezebb nukleáris fegyver programok kiindulópontjaként használni. Ez viszont könnyebben exportálhatóvá teszi és hatékony áramforrást jelenthet, amely a világ bármely pontján alkalmazható, megbízható villamos energiát biztosítva a kórházak, iskolák, sótalanító üzemek és a polgári infrastruktúra egyéb fontos, de gyakran energiaigényes elemei számára.

A tüzelőanyag is bőséges és viszonylag könnyű előállítani, mivel a tengervíz szinte korlátlan deutériumforrást biztosít, míg a lítiumforrások készen állnak ahhoz, hogy kiindulópontként szolgáljanak a tudósok számára a trícium létrehozásához. A hulladék termékeket sokkal kevésbé nehéz kezelni, mint a hasadó reaktorokét, mivel az utóbbi anyagok többé-kevésbé több ezer éven át veszélyesen radioaktívak.

A rendszer úgy is működhet, hogy hőt termel, és ezt az energiát használja fel egy turbina villamosenergia-termelésre, ami azt jelenti, hogy a Lockheed Martin reaktorai a meglévő üzemanyagforrások, a szén, az olaj és a maghasadás helyébe léphetnek. Vészhelyzetben, például egy nagy természeti katasztrófa esetén egy teherautóra szerelt reaktor segíthet teljes városok energiaellátását gyorsan visszaállítani.

Figyelembe véve az öt éves idővonalat, amelyet Dr. McGuire 2014-ben mutatott be egy működőképes prototípus eléréséhez, talán a közeljövőben a Lockheed Martin egy újabb nagy bejelentését várhatjuk. (2)

(1) - https://patents.google.com/patent/US20180047462A1/
(2) - http://amp.timeinc.net/thedrive/the-war-zone/19652/lockheed