2
Термоядерный реактор (синтез-реактор)
Идея создания управляемой термоядерной реакции будоражила умы ученых с самого начала развития ядерной физики. Согласно расчетам, слияние изотопов водорода (дейтерия) в гелий в такой реакции должно было давать большой выход энергии при минимальном расходе рабочего газа. Но реакция протекает при условиях, близких к невероятным – например, при температуре порядка двух миллионов градусов Кельвина. Газ при этом находятся в состоянии высокотемпературной плазмы, способной мгновенно испарить любой существующий во Вселенной или теоретический материал. Единственный способ удержать плазму – это вакуумная камера, в которой создана “ловушка” из мощных магнитных полей. И хотя первый термоядерный реактор (ТЯ) был создан еще в середине 20-го века в России (Токамак), он был лишь опытным образцом, способным удерживать лишь незначительное количество плазмы на очень короткий промежуток времени. О получении "полезной" энергии из плазмы тогда не могло идти и речи. В то же время, неуправляемая термоядерная реакция (термоядерная бомба) давала очевидный прирост мощности по сравнению с обычной атомной бомбой, но не могла быть использована иначе, чем для тотального разрушения.
Первый удачный образец управляемого ТЯ был создан в 2020 г. при участии двух известных ученых – Томаса Керни и Токайоши Фушиды. Его создание дало мощный толчок к развитию всей энергетики и комических полетов. Были сделаны сразу две фундаментальные разработки: синтез-реактор (так стало принято называть ТЯ реактор, снабженный устройством получения из плазмы электрической энергии) и основанный на плазме термоядерный ракетный двигатель (ТЯРД).
В 31-м столетии синтез-реакторы стали самым массовым источником энергии. Наблюдается тенденция отказа от исполинских электростанций старого типа, питающих целые города, в пользу сравнительно маленьких энергетических установок, обеспечивающих энергией отдельные кварталы и фабрики. Такие установки экологически чисты, требуют минимум усилий по развертыванию и обслуживанию. Синтез-реакторы устанавливают на все космические корабли и многие виды боевой техники. Только малые образцы техники используют аккумуляторы для обеспечения энергией.
Получение электричества в синтез-реакторе реализовано по следующей схеме. Из ТЯ реактора в специальную вакуумную камеру (термопару) поступает малое количество заряженной плазмы. Плазма оседает на находящемся в камере тугоплавком проводнике, передавая ему свой заряд и испаряя его поверхностный слой. В результате между проводником и стенками камеры возникает разность потенциалов, т.е. – электрический ток. Обычно один ТЯ реактор обслуживает несколько (иногда - десятки) камер-термопар. К сожалению, КПД установки очень невелико - около 3%. Поэтому для питания энергетического оружия синтез-реактор работает в группе с массивом конденсаторов. Реактор дает небольшой, но непрерывный ток, а конденсаторы накапливают его, чтобы потом быстро отдать в виде мощного заряда. Причем массив конденсаторов, обычно, является составной частью самого оружия, поэтому паузы между залпами энергопушки обусловлены именно перезарядкой его конденсаторов.
Также важно, что при работе синтез-реактора выделяется огромное количество тепла, ведь изолировать плазму очень сложно. Даже находясь в магнитной ловушке в вакуумной камере, без контакта с физическими материалами, плазма передает долю своей энергии стенкам реактора в виде мощнейшего инфракрасного и ионизирующего излучения (радиации). Для рассеивания тепла используются охлаждающие устройства – Heat Sink’и. Одно или несколько таких устройств всегда являются неотъемлемой частью самого синтез-реактора (например, при проектировании БатлМеха конструктор учитывает, что несколько Heat Sink’ов уже включены в конструкцию ТЯ двигателя робота). Синтез-реактор позволяет регулировать выходную мощность: чем больше требуется энергии, тем больше плазмы произведет реактор и тем выше будет нагрев. Поэтому, для повышения эффективности синтез-реактора рекомендуется устанавливать больше охлаждающих устройств. В случае перегрева реактора, управляющие автоматы аварийно глушат его, останавливая выработку плазмы. Этот явление хорошо знакомо пилотам БатлМехов, в силу специфики использующих энергетическую установку своих роботов в экстремальном режиме. В случае разрушения реактора с находящейся в нем плазмой возможен разрушительный плазменный взрыв, сжигающий БатлМех и все в радиусе нескольких метров.
Несмотря на все недостатки и ничтожный КПД, у синтез-реакторов есть два огромных преимущества: во-первых, сама установка может иметь как компактные, так и огромные размеры. А во-вторых, расход топлива реактором очень мал, а в качестве топлива выступает изотоп обычного водорода. Например, синтез-реактору тяжелого БатлМеха хватает встроенного баллона со сжиженным дейтерием на 8-10 лет работы! Правда, стержни вакуумных камер-термопар, служащие для выработки электрической энергии, при эксплуатации приходится менять чаще, примерно раз в 1-2 месяца. Для примера, один из самых маленьких синтез-реакторов в 31-м столетии весит примерно 80 кг и является источником энергии силовой брони Торнадо, созданной КомСтаром. Все полноценные бронекостюмы также имеют носимые синтез-реакторы сравнимых габаритов и массы.
Edited by Kamill Wanderer, 11 March 2014 - 08:04 AM.
