Энергообеспечение является одной из главных мировых проблем. Технология термоядерного синтеза потенциально может решить эту проблему, предоставив человечеству легко регулируемый, безопасный и экологически чистый источник энергии, который одновременно будет помогать нам в борьбе с изменениями климата и при этом стимулировать экономический рост. Полагаясь на многолетний опыт исследований в области физики плазмы, материаловедения и компьютерного моделирования, компания General Fusion разрабатывает первый в мире экономически выгодный термоядерный реактор.
Так чем же наши разработки отличаются от других?
Разработка нового источника энергии сопряжена многочисленными трудностями и неопределённостью, поэтому для уменьшения рисков компания General Fusion выполняет свои исследовательские и конструкторские проекты поэтапно, основываясь на результатах моделирования в ANSYS. Один из таких проектов заключался в испытании технологии сжатия жидкого металла, который является рабочим телом реактора General Fusion.
Основой системы General Fusion служит сфера, заполненная жидким металлом, который подаётся в неё вдоль горизонтального диаметра таким образом, чтобы закрутить жидкий металл и создать воронку. В эту воронку импульсно вводится порция топлива, доведённого до состояния плазмы и удерживаемого магнитным полем. На поверхности сферы размещен ряд поршней для создания ударной волны, которая схлопывает воронку в центре камеры, сжимает плазму и инициирует термоядерную реакцию. Процесс повторяется циклически, а тепло, выделенное в ходе реакции, рассеивается в жидком металле. Далее оно используется для нагрева пара и приведения в движение паровых турбин, генерирующих электричество.
Моделирование в ANSYS дало ответы на многие вопросы
Проект, о котором идёт речь, заключался в разработке системы подачи жидкого металла и системы синхронизации поршней. Параллельно и независимо проводилась разработка системы инжекции плазмы.
Вращающаяся воронка из жидкого металла является новаторской системой, и результаты моделирования показали, что для достижения желаемой степени сжатия плазмы, удерживаемой магнитным полем, ударная волна должна обладать высокой однородностью. Это значит, что необходимо до миллисекунд синхронизировать работу множества поршней, каждый из которых имеет массу в 100 килограммов.
