Layihənin miqyası o qədər böyükdür ki, tamamilə fərqli bir Böyük Britaniya təsəvvür etmək mümkündür: təkcə yenidən enerjilənmiş deyil, həm də yenidən sənayeləşmiş bir ölkə. Çünki elektrik stansiyasının özü hekayənin yalnız bir hissəsidir. Kommersiya sintez elektrik stansiyası istehsal etmək üçün bir neçə qabaqcıl texnologiya sahəsini təkmilləşdirmək və sonra istehsal etmək lazımdır. Buraya yüksək temperaturlu ifratkeçirici maqnitlər, girotronlar, proqram təminatı modelləşdirməsi və yeni reaktorları yoxlamaq, saxlamaq və təmizləmək üçün robotlar daxildir. "Əgər biz sadəcə bir prototip elektrik stansiyası qursaq, uğursuzluğa düçar olarıq," deyir STEP elektrik stansiyasını təhvil vermək üçün yaradılmış UK Fusion Energy şirkətinin əməliyyatlar rəisi, keçmiş nüvə sualtı qayıq kapitanı Ryan Ramsey . Buna nail olmaq üçün UKAEA özəl sektorla əməkdaşlıq edir. Məqsəd mühəndis-sahibkarları təkcə qlobal sintez enerjisi biznesi ilə deyil, həm də tibbdən enerji paylanmasına qədər yeni bazarlarla məşğul olmağa təşviq etməkdir. Ramsey deyir: "Biz buradayıq ki, eyni zamanda Böyük Britaniyada bir elektrik stansiyası və sintez sənaye bazası quraq." "Dünyaya xidmət edən bir baza." Culham yaxınlığında, Tokamak Energy -də kiçik bir sıra ev ölçüsündə bir maşını araşdırarkən bunun nə demək olduğunu görməyə başlayıram. Bu, mətbəx mikrodalğalı sobasına prinsip etibarilə bənzər, lakin xüsusilə sintez tədqiqatları üçün hazırlanmış və qat-qat güclü bir enerji silahı olan bir girotrondur . Məsələn, o, məişət cihazının bir lazanyaya atdığı yüzlərlə vatt əvəzinə bir milyon vatt atır. Tokamak Energy rəhbərləri mənə deyirlər ki, dünyada yalnız üç-dörd şirkət girotron istehsal edir və onlar ən yaxşı halda ildə bir neçə ədəd istehsal edə bilirlər. West Burton -dakı STEP reaktoru ən azı 200 ədəd tələb edəcək. Tokamak Energy -nin strateji tərəfdaşlıqlar direktoru Ross Morgan deyir: "Bir çox Britaniya innovasiyası başqa yerlərdə kommersiyalaşdırılıb. Hökumətlər indi bunun sintezlə baş verməməsini təmin etməyə həqiqətən qərarlıdırlar." Sintezin artan potensialı Sintez, bizə lazım olacaq son enerji texnologiyası olacağını vəd edir. Ən sadə şəkildə, su daxil olur və enerji çıxır. Lakin atomu parçalamaq əvəzinə, sintez onu sıxır, iki hidrogen izotopunu birləşdirir. Bunlardan biri deuteriumdur , hansı ki, dəniz suyundan az xərclə çıxarılır. Bu o deməkdir ki, sivilizasiya nə qədər çox əhaliyə malik olsa da, insanlar sintezə yiyələnmiş olsalar, həmişə bol enerji olacaq. Britaniya sintez pioneri First Light -ın rəhbəri Mark Thomas deyir: "Bir millimetr enində kiçik bir yanacaq qranulunun bir barel neftin enerji potensialı var." Bonus olaraq, sintez bu günkü atom reaktorlarını gücləndirən proses olan nüvə parçalanmasının təhlükəli qalıq məhsullarının demək olar ki, heç birini geridə qoymur. Əgər sintez səhv gedərsə, elektrik stansiyasına zərər verəcək. Lakin o, şüalanmış xarabalıqlar yarada bilməz və ya minlərlə mil uzaqdakı məhsulları çirkləndirə bilməz. Şiddətli elm UKAEA -nın YouTube -dakı təhsil videosunda nağılçı deyir: "Laboratoriya təcrübəsindən sintez elektrik stansiyasına keçmək asan deyil," və bu, müasir dövrün ən böyük understatementlərindən biridir. Uğurlu sintez olduqca şiddətli qüvvələri ortaya çıxarır. İki konseptual yanaşma var: maqnit məhdudlaşdırma, çox isti və şiddətli plazmanın cilovlanması, və inertial sintez, böyük güc şüalarını statik yanacaq qranuluna fokuslamaq. Heç biri sülhsevər deyil. Günəş cazibə qüvvəsi vasitəsilə sintezə nail olur, hidrogen bombası isə sintez alovlanmasını tətikləmək üçün atom bombası istifadə edirdi. Gələcəyin elektrik stansiyaları bunu gündə bir neçə dəfə, etibarlı, təhlükəsiz və sərfəli şəkildə etməli olacaqlar. Dünyanın sintez maşınlarının təxminən 80%-i plazmanı inanılmaz dərəcədə yüksək temperaturlara qədər qızdıran maqnit məhdudlaşdırma reaktorlarıdır. Plazma güclü maqnitlərlə onu saxlamaq cəhdlərinə meydan oxuyan xaotik bir dərvişə çevrilir, qıvrılır və çabalayır. Əgər o, kameranın divarlarına toxunarsa, enerji sürətlə dağılır. Plazmanı bir saniyə qədər saxlamaq böyük bir nailiyyət hesab olunurdu. Bu tipdəki donut və ya alma formalı reaktor tokamak adlanır. Stellarator adlanan bir variasiya isə maqnitləri kameranın xarici ətrafında bükərək maqnit "sıxılması" yaradır. Bu maşınlar İsveçrə rəssamı HR Giger -in təsəvvür edə biləcəyi bir şeyə bənzəyir: yıxılmış və ovunun ətrafına dolanmış nəhəng bir metal boa konstriktor. Stellaratorlar dizayn etibarilə sabitdir və daha uzun müddət işləyə bilər. Lakin hər yanaşmanın öz üstünlükləri və çatışmazlıqları var. Çox fərqli bir yanaşma, kiçik bir yanacaq qranuluna lazer və ya hissəcik şüaları atmağı əhatə edən inertial sintezdir. Thomas deyir: "Biz onu bir neçə dəqiqə ərzində şəbəkədən doldururuq, sonra isə bir yarım mikrosaniyə ərzində boşaldırıq." O əlavə edir: "Bu bir yarım mikrosaniyə ərzində elektrik cərəyanı ABŞ milli şəbəkəsinin bütövlüyünə bərabərdir." Lakin bütün sintez qurucuları üçün məqsəd sadə olub: "xalis sintez enerji qazancı" əldə etmək üçün maşını daha güclü etmək. Sadə dildə desək, bu, daxil ediləndən daha çox enerji əldə etmək deməkdir, bu nisbət Q faktoru adlanır. Bir Q , yəni elmi bərabərlik, çox faydalı deyil. Kommersiya baxımından əlverişli bir zavodun uğurlu olması üçün birdən qat-qat yüksək bir Q faktoru olmalıdır – və bütün bunlar nəzarətli şəkildə edilməlidir. ABŞ Milli Alovlanma Təsisi 10-luq bir Q hədəfləyir, First Light -dan Thomas isə 1000-lik bir Q -nin əldə edilə biləcəyini düşünür. 'Həmişə 30 il uzaqda' Böyük Britaniyanın sintez hekayəsi onilliklərdir davam edir. Dünyanın ilk sintez enerji maşını patenti 80 il əvvəl 1946-cı ildə Ser George Thomson və Moses Blackman tərəfindən qeydə alınıb. Lakin İkinci Dünya Müharibəsinin bitməsindən demək olar ki, dərhal sonra Böyük Britaniya təkbaşına hərəkət etməli oldu. Birləşmiş Ştatlar kommunist infiltrasiyası barədə xəbərlərdən təşvişə düşdü və Konqres 1946-cı il Atom Enerjisi Aktını qəbul etdi, nüvə sirlərinin heç kimlə – hətta Böyük Britaniya və Kanada ilə belə – paylaşılmasını qadağan etdi. Daha da pisi, 1950-ci ildə ABŞ ən yaxşı Los Alamos alimlərindən biri, Klaus Fuchs adlı bir Britaniya vətəndaşının casus olduğunu öyrəndi. Nəticələrə baxmayaraq, Fuchs -un həbsi ən azından sintez tədqiqatlarını milli prioritetə çevirdi. Böyük Britaniya Amerika istəklərinə baxmayaraq öz hidrogen bombasını və müstəqil çəkindirici qüvvəsini inkişaf etdirdi, həmçinin kommersiya nüvə enerjisi ilə supergücü bazarda qabaqladı. Lakin 80 illik ömrünün əksər hissəsində sintez enerjisi fiziklər arasında zarafat mövzusu olub. Alimlər 1930-cu illərdə Kembricdə laboratoriyada sintez reaksiyalarına nail olmuşdular, lakin bu irəliləyiş az nəticə verdi. Populyar zarafatda deyildiyi kimi, sintez "həmişə işlək olmaqdan 30 il uzaqdadır". 1950-ci illərdə mülki atom elektrik stansiyaları işə salındıqda, şəbəkəni elektrik enerjisi ilə təmin etdikdə, nüvə sintezinin elmin əbədi gəlin yoldaşı olacağı, lakin heç vaxt gəlin olmayacağı görünürdü. Buna baxmayaraq, Britaniya alimləri və mühəndisləri 1965-ci ildə açıldıqdan sonra Culhamda işləməyə davam etdilər, bu yolda əsl nailiyyətlər yaratdılar. 1968-ci ildəki bir təcrübə o qədər təsirli idi ki, dünya miqyasında sintez enerjisinə marağı yenidən canlandırdı. Culham Joint European Torus sintez maşınının, daha sonra Mast reaktorunun, sonradan Mast-U -ya yüksəldilən reaktorun evi oldu. Bu indi sökülür. Təcrübələr, nə qədər təsirli olsa da, kommersiya enerji istehsalı üçün lazım olanlara yaxın deyildi. 2007-ci ildə ABŞ , Rusiya , Çin , Yaponiya və AB üzv dövlətlərini bir böyük reaktor yaratmaq üçün birləşdirən Beynəlxalq Termonüvə Təcrübə Reaktoru (ITER) layihəsi, heç bir millətin bir daha təkbaşına hərəkət edə bilməyəcəyi anı siqnalizə edirmiş kimi görünürdü. Sintez sadəcə çox iddialı və bahalı idi. Cole deyir: " ITER həm irəliləyişi, həm də geri çəkilməyi blokladı." O deyir ki, bu, dünya miqyasında sintez enerjisi təmin etmək üçün şiddətli milli rəqabəti bitirdi, eyni zamanda ictimaiyyətə ən yüksək səviyyələrdə hələ də ciddi qəbul edildiyi təəssüratını verdi. ITER Fransadakı nəhəng tokamakının 2040-cı illərə qədər, yaradılmasından 70 il sonra enerji istehsal etməsini gözləmir. STEP -ə gəlincə, bu, keçmiş UKAEA rəhbəri Professor Ser Ian Chapman -ın ideyasıdır, hansı ki, indi UK Research and Innovation -ın rəhbəridir. O, rəsmiləri və nazirləri Böyük Britaniyanın nüvə sintezindəki liderliyinin kommersiya reallığına çevrilməsinə inandıran şəxs idi. Və 2020-ci ildən bəri, özəl kapitalın partlaması mənzərəni dəyişdi. Onilliklərdir inam bu qədər yüksək olmamışdı. Thomas deyir: "Bu, bəzi inanılmaz elmi nailiyyətlərin, bəzi böyük investisiyaların və bəzi real, əhəmiyyətli irəliləyişlərin nəticəsidir." Fusion Industry Association bildirir ki, sektora 14.5 milyard dollardan (10.7 milyard funt sterlinq) çox kapital investisiyası axıb və dünyada 50-dən çox şirkətin müxtəlif dizayn və inkişaf mərhələlərində zavod layihələri var. Commonwealth , MIT -dən ayrılmış ən diqqətçəkən ABŞ startapıdır, Bill Gates onun Sparc reaktorunu dəstəkləyir, OpenAI -nin qurucusu Sam Altman isə rəqib inkişaf etdirici Helion -da 5 milyard dollarlıq paya malikdir. Commonwealth və Helion , kifayət qədər enerji istehsal edə bildikləri anda Google və Microsoft -un məlumat mərkəzlərinə enerji təmin etmək üçün müqavilələr imzalayıblar. Çin də startapların partlamasını təşviq edib. Oksfordun Tokamak Energy -si Infinity kimi tanınan bir qrupda üç tərəfdaşdan ibarət konsorsiumun bir hissəsidir. Məqsəd, Tennessee Valley -də Type One tərəfindən dizayn edilmiş bir stellarator tipli reaktor qurmaqdır, tikinti nəhəngi AECOM ilə birlikdə. O, 400MVt güc çıxarmaq üçün nəzərdə tutulub və 2034-cü ilin başlanğıc tarixini hədəfləyir. Avropanın başqa yerlərində, Proxima , iyul ayında özəl raundda 411 milyon avro (351 milyon funt sterlinq) topladıqdan sonra Almanların böyük ümididir. Böyük Britaniya çətin işi görür Böyük Britaniya nailiyyətləri ilə kifayətlənməyib və Cole -u təəccübləndirən odur ki, o, işləyən kommersiya reaktoru inkişaf etdirmək üçün lazım olan ən darıxdırıcı və çətin sahələr haqqında uzun və dərindən düşünüb – bunlardan ən çətin məsələ yanacaqdır. Tokamak Energy -nin baş icraçı direktoru Warrick Davis deyir: " STEP çətin və qarışıq şeyləri düşünüb." Yanacaq sintez sənayesinin çirkli sirridir: bu gün dünyada bir kommersiya ölçülü reaktordan daha çoxu üçün kifayət qədər tritium yoxdur, qlobal sənaye bir yana qalsın. Bu, sintez prosesinin belə ümumi bir maddəni: dəniz suyunu istifadə etdiyini nəzərə alsaq, təəccüblü ola bilər. Lakin xatırlayın ki, yanacaq əslində iki şeydir. Biri dənizdən ucuz qiymətə çıxara biləcəyimiz deuteriumdur . Lakin digəri, onunla birləşən, təbiətdə demək olar ki, heç yoxdur. Bu, radioaktiv tritiumdur . Tritium istehsalı hazırda nüvə reaktoru tələb edir və əksər reaktorlar bununla məşğul olmur. İstifadə etdiyimiz tritium , kiçik, hermetik şüşələrdə göndərilir, Kanadadan gəlir. Sintez reaksiyasını başlatmaq üçün təxminən 5 kq tritium tələb olunur və ITER demək olar ki, hamısını ələ keçirib. Həll yolu, sintez reaksiyasının özündə yeni tritium istehsal etmək və ya "yetişdirməkdir", beləliklə yalnız deuterium əlavə edilməsi lazımdır. Cole deyir: " Tritiumun davamlılığı Böyük Britaniyanın layihəsini bu qədər maraqlı edir." "Mənim bildiyimə görə, başqa heç bir hökumət proqramı bunu nəzərdə tutmur. ITER onu sadəcə yandıra bilər – ehtiyac duyduğundan daha çoxunu istehsal etmək tələbi yoxdur." Dörd il əvvəl UKAEA səssizcə Culhamda dünyanın ən böyük sintez tritium tədqiqat mərkəzini açdı. Emal, paylama, saxlama və təkrar emal uğurlu bir kommersiya sənayesi üçün həlledici olacaq. Cole deyir: "Sintez üçün tritium üzərində bir çox iş əslində son beş ildə Böyük Britaniyada maliyyələşdirilib və edilib, hansı ki, əvvəllər heç yerdə belə deyildi." Böyük Britaniyanın yenidən sənayeləşdirilməsi Digər fərqli və çox Britaniya xüsusiyyəti əslində praqmatizmdən doğulur. UK Atomic Energy Authority özəl sektorla sıx əməkdaşlıq edir, hansı ki, sintez tədqiqatlarından innovasiyaları yeni bazarlara aparmağa çox həvəslidir. Bu gün Culham Kampusunda 40-dan çox təşkilat, dövlət və özəl, fəaliyyət göstərir. Birlikdə, onlar yenidən sənayeləşdirmə proqramını irəli sürürlər. Tokamak Energy , keçmiş Culham Fusion işçiləri tərəfindən qurulmuş, yüksək temperaturlu ifratkeçirici ( HTS ) maqnitləri ilə nümunəvi bir şirkətdir. Adı yanıltıcıdır, çünki onlar -253C-də işləyirlər. Lakin onlar