science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Patentgesprek:apparaat voor plasmacompressiefusie wekt nieuwsgierigheid naar kernfusie

De patentaanvraag voor een "Plasma Compression Fusion Device" is vorig jaar maart aangevraagd. Het leest, "Aanvraag ingediend door de Amerikaanse minister van Marine." De octrooiaanvraag is in september van dit jaar gepubliceerd. Ter discussie staat een compacte fusiereactor.

De focus ligt op een compacte kernfusiereactor met een diameter van 0,3 tot 2 meter. Vanaf 15 oktober is de aanvraagstatus werd vermeld als in behandeling. De uitvinder die in de octrooiaanvraag wordt genoemd, was Salvatore Pais.

Zoals beschreven in De oorlogszone , de reactor zou "absoluut ongelooflijke hoeveelheden stroom in een kleine ruimte kunnen pompen."

In een sectie Verklaring van overheidsbelang, het octrooi vermeldde dat "de hierin beschreven uitvinding kan worden vervaardigd en gebruikt door of voor de regering van de Verenigde Staten van Amerika voor overheidsdoeleinden zonder betaling van royalty's daarop of daarvoor."

Het patent noemde de drie primaire methoden voor het opsluiten van plasma om ionen te laten samensmelten:opsluiting door zwaartekracht, traagheidsopsluiting en magnetische opsluiting..." Al deze methoden van plasmaopsluiting hebben ernstige problemen, zoals een extreem grote (vergelijkbaar met die van een vliegdekschip) vereiste, plasma-instabiliteiten voor tokamaks, en vermogensverliezen en korte opsluitingstijden voor magnetische spiegel/cusp-machines."

Het patent verklaarde verder:"Geen van deze opsluitingsmethoden is tot nu toe in staat geweest om break-even fusiereacties te bereiken, namelijk de voorwaarde dat het fusievermogen gelijk is aan het opgenomen vermogen, laat staan ​​de ontstekingstoestand bereiken waarbij een fusieplasmaverbranding zichzelf in stand houdt, zonder externe voeding. Als resultaat, er is behoefte aan een effectief plasmacompressiefusie-apparaat, wat een energiewinst oplevert."

De reacties op het patentnieuws waren dramatisch. De oorlogszone beschreef de octrooiaanvraag als potentieel revolutionair. Populaire mechanica :"Het patent van de marine voor een compacte kernfusiereactor is wild, " zei de kop, en de onderkop te lezen, "De ontwerpen lijken de grenzen van de wetenschap te verleggen."

Jennifer Leman schreef dat "Niemand tot nu toe in staat is geweest om grote hoeveelheden fusie-energie massaal te produceren of te beheersen, dus ontwerpen voor de reactor lijken de grenzen van de wetenschap te verleggen." Om fusie-energie te creëren, wetenschappers moeten "instrumenten bouwen die gassen kunnen bevatten die temperaturen van honderden miljoenen graden kunnen bereiken om atoomkernen te dwingen met hoge snelheden samen te slaan en een oververhit plasma te creëren."

Brett Tingley en Tyler Rogoway gingen een volledige discussie aan over het patent in De oorlogszone . Ze schreven dat "het blijft een uitdaging, op zijn zachtst gezegd, om systemen te ontwikkelen die temperaturen van honderden miljoenen graden Fahrenheit en extreem hoge drukken kunnen bevatten. De meeste van 's werelds 'succesvolle' fusiereactoren zijn momenteel alleen in staat om plasmaontladingen in stand te houden gedurende perioden gemeten in minuten of zelfs seconden. "

Laboratoria proberen de 'Heilige Graal' van energieopwekking te ontwikkelen:kernfusie en sommige laboratoria gaan nog verder met pogingen om compacte reactoren te maken "klein genoeg om in zeecontainers of zelfs mogelijk voertuigen te passen, " zeiden de twee.

De huidige reactoren zijn ongeveer zo groot als een gebouw, zei Leman.

Tingley en Rogoway meldden dat "verschillende particuliere bedrijven de afgelopen jaren hun eigen compacte fusiereactoren hebben ontwikkeld, en de door de overheid geleide Chinese Academie van Wetenschappen heeft beweerd aanzienlijke vooruitgang te hebben geboekt bij de ontwikkeling van fusiereactoren die ooit in staat zouden kunnen zijn revolutionaire energieniveaus te produceren."

Het lijkt misschien gemakkelijk om de octrooi-ideeën als wild af te doen, maar de verkenning roept in ieder geval een gesprek op over toekomstige mogelijkheden. "Het ontwikkelen van een levensvatbare bron van kernfusie-energie - dezelfde reactie die de zon aandrijft - is lang schijnbaar onbereikbaar geweest. Deze technologie, volgens alle rekeningen, is een schot in de roos. Maar het zou een totale revolutie teweegbrengen in de manier waarop we onze wereld van energie voorzien, ' zei Leman.

De Populaire mechanica artikel zoals een aantal anderen benadrukte de pluspunten. Het stoot geen broeikasgassen uit en laat geen schadelijke bijproducten achter, zoals nucleair afval, in tegenstelling tot kernsplijting. In feite, het enige bijproduct is helium:een inert, uiterst nuttig gas.

De oorlogszone rapport zei dat "kernfusie een enorme verbetering zou zijn ten opzichte van splijting in die zin dat het veel lagere niveaus van radioactief afval en broeikasgassen produceert, vereist geen verrijkt nucleair materiaal dat kan worden gebruikt om wapens te produceren, heeft een veel lager risico op kernsmelting, en kan worden aangedreven door duurzamere brandstofbronnen."

Dit zou een geschikte plek zijn om binnen te halen ExtremeTech is Joel Hruska, die het ermee eens is dat (1) fusie-energie al tientallen jaren de heilige graal van schone energie is en (2) de Amerikaanse marine een patentaanvraag heeft waarin een compact fusiereactorontwerp wordt besproken dat zou een revolutie teweegbrengen in de wereld - als het werkt.

Hruska wrote that "the author is claiming his invention can yield gigawatt-level energy from kilowatt input, or terawatt output with megawatt input. It would be a momentous achievement for us to get megawatt-level output from a smaller number of megawatts of input at this point. Granted, patents are allowed to look forward towards what they expect will be achievable in the future, but again, it's not clear where these improvements are coming from." Hruska's parting verdict was "Clear as mud."

The War Zone also noted that "the extent to which this patent represents an operable, functioning, or even feasible technology isn't clear." But wait, their assessment grew more straightforward. "To be frank, we at The War Zone have no idea what is going on here."

The patent filing's abstract described "A plasma compression fusion device which includes a hollow duct and at least one pair of opposing counter-spinning dynamic fusors. The hollow duct includes a vacuum chamber disposed within the hollow duct. Each dynamic fusor has a plurality of orifices and an outer surface which is electrically charged. In combination, the pair(s) of dynamic fusors create a concentrated magnetic energy flux and electromagnetic radiation within the vacuum chamber, whereby the concentrated magnetic energy flux compresses a mixture of gases that are injected through the orifices to the vacuum chamber such that a plasma core is created, and the to electromagnetic radiation heats the plasma core, while produced magnetic fields confine the plasma core between the dynamic fusors, such that when an additional mixture of gases is introduced into the plasma core through the orifices, an energy gain is created."

© 2019 Wetenschap X Netwerk