Создание рабочего термоядерного реактора оказалось невероятно сложной задачей даже для самых богатых стран, как показывает пример многократно откладываемого проекта ITER. Однако частная компания Helion заявляет, что сможет построить реактор и начать поставки энергии уже к 2028 году, применяя иной подход, чем конкуренты.
Основанная в 2013 году, Helion недавно привлекла внимание благодаря раунду финансирования на сумму $425 миллионов, в котором участвовали такие миллиардеры, как Сэм Альтман и Питер Тиль. Всего компания собрала более $1 миллиарда инвестиций и теперь оценивается в $5,4 миллиарда.
Термоядерный синтез — процесс слияния атомов водорода с образованием гелия, считается святым Граалем "зеленой" энергетики. Он не производит углеродных выбросов и, в отличие от существующих ядерных станций, не оставляет долгоживущих радиоактивных отходов. При этом такие реакторы могут вырабатывать достаточно электричества, чтобы снабжать энергией небольшие города.
Однако ни одному проекту еще не удалось создать продолжительную реакцию синтеза, которая вырабатывает больше энергии, чем потребляет. Крупнейший проект ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор), по прогнозам, обойдется в $22 миллиарда и заработает не раньше 2034 года, но и он пока не достиг устойчивой реакции. Самая длительная термоядерная реакция на сегодняшний день составила 1066 секунд (17 минут 43 секунды) и была недавно зафиксирована на китайском реакторе EAST.
Чем же Helion надеется добиться успеха? Большинство экспериментальных реакторов используют сжатие плазмы с помощью магнитного или инерционного удержания, что нагревает ее до температуры, необходимой для начала реакции синтеза. После этого энергия, выделяемая при синтезе, используется для нагрева воды и приведения в действие паровой турбины.
Helion отказалась от паровой турбины. Топливо (дейтерий и гелий-3) вводится с двух концов реактора, имеющего форму песочных часов, и нагревается до состояния плазмы. Магниты формируют плазму в виде кольца и сталкивают эти кольца друг с другом на скорости до 1,6 миллиона км/ч. Они сталкиваются в узкой центральной части реактора, где дополнительное сжатие магнитами нагревает их до 100 миллионов градусов Цельсия, запуская реакцию синтеза.
Когда плазма расширяется, она отталкивается от магнитного поля, создаваемого магнитами. Согласно закону Фарадея, изменение магнитного поля вызывает электрический ток, который сразу же преобразуется в электроэнергию, позволяя обходиться без парового цикла.
— Helion
Эта система проще и потенциально эффективнее паровых турбин. Однако, несмотря на то, что компания достигла частоты импульсов, достаточной для запуска синтеза, пока это было реализовано только в небольших масштабах.
И это проблема всех других реакторов. Термоядерный синтез производит огромный всплеск энергии, но пока никто не смог эффективно контролировать и использовать его. Helion считает, что ее более простая система поможет справиться с этой задачей, но пока это не доказано экспериментально, не говоря уже о коммерческом масштабе. Несмотря на это, компания заявляет, что ее седьмое поколение реакторов, Polaris, уже "в работе", но пока не делится результатами.
Возможно, если бы в термоядерный синтез вкладывали десятки миллиардов долларов ежегодно, как в последнее время с ИИ, процесс разработки шел гораздо быстрее.
