Частная компания, занимающаяся технологиями термоядерного синтеза, объявила о том, что ее новейшая разработка способна выдерживать высокие температуры столько, сколько нужно для реакции. Это важный шаг к коммерческому применению источника практически бесконечной энергии. TAE Technologies еще далеко до конечной цели — коммерческого термоядерного реактора, но ее успех привлек $880 млн инвестиций — больше, чем дали любой другой частной компании термоядерного синтеза.
Несмотря на перспективы получения относительно чистой и доступной энергии, термоядерный синтез за последние 70 лет остается такой же недоступной целью, поскольку требует чрезвычайно высоких затрат. Большинство исследовательских проектов делают ставку на токамаки, в которых плазма разогревается микроволнами до температур центра звезд. Кульминацией такого подхода должен стать международный реактор ITER, который возводят во Франции, пишет Science.
Команда ученых из TAE пошла другим путем. Они использую конфигурацию с обращенным полем (FRC), впрыскивая водород во вращающееся кольцо. Вихревое движение заряженных частиц в FRC генерирует магнитное поле, помогающее удержать плазму внутри. Сам по себе вихрь исчезнет за долю миллисекунд, но TAE поддерживает FRC, направляя луч частиц по касательной в это кольцо, укрепляя его и заставляя вращаться быстрее.
Последняя версия машины TAE, действующая с 2017 года и названная «Норман» в честь основателя компании Нормана Ростокера, состоит из 30-метровой трубы с торчащими магнитами, датчиками и инжекторами частиц. Сейчас «Норман» может поддержать FRC в течение 30 мс и разогреть ее до 60 млн градусов — это на порядок больше, чем могло предыдущее устройство TAE.
Как заявил директор Михл Биндербауер: «Мы можем удерживать ее сколько угодно долго». Длительность FRC ограничена только объемом энергии, которая подается на магниты и прочее оборудование «Нормана».
Следующая машина «Коперник» должна будет обеспечить 100 млн градусов — температуру, при которой традиционное термоядерное топливо (смесь дейтерия и трития) начинает плавиться. Эта модель станет на 50% больше «Нормана» и будет оснащена аккумулятором, способным поддерживать FRC в течение нескольких секунд. TAE планирует начать строительство «Коперника» стоимостью $250 млн в этом году в Калифорнии.
Но на этом компания не хочет останавливаться. Тритиевое топливо не идеально — оно радиоактивно и труднодоступно, а реакция дейтерия-трития создает высокоэнергетические нейтроны, требующие толстых оболочек для защиты оборудования. TAE хочет перейти на альтернативное топливо из водорода и бора. Однако такая реакция требует миллиардов градусов — и новой машины, которая должна быть еще больше, чем «Коперник». Ее компания планирует построить в конце 2020-х.
Компания HB11 Energy изобрела уникальный метод выработки термоядерной энергии. Разработчики утверждают, что он в миллиард раз эффективнее высокотемпературных аналогов на дейтерии и тритии.
Читайте по теме. Ученые создали перспективный термоядерный реактор в форме яблока
