Установка стоимость около $1 млрд должна установить рекорд термоядерной энергетики
Разработчики установки для термоядерного синтеза стоимостью около $1 млрд рассчитывают к концу десятилетия установить энергетический рекорд — впервые получить больше энергии, чем потребляет сама установка. Ее также могут использовать для исследований стареющего ядерного арсенала США.
Источник: Pacific Fusion. Рабочий собирает огромный генератор Маркса с согласованным импедансом, который будет использоваться для подачи мощных электрических импульсов в сердце машины компании Pacific Fusion
МОСКВА, 26 августа /Новости науки/. В американском штате Нью-Мексико начали строить установку для термоядерного синтеза стоимостью около $1 млрд. Компания Pacific Fusion рассчитывает к концу десятилетия впервые получить на ней больше энергии, чем потребуется для работы самой установки, сообщает научный журнал Nature.
Такой результат станет важным шагом на пути к созданию термоядерной электростанции. Речь идет не только об энергии, которую удастся получить непосредственно в реакции синтеза, но и о том, чтобы она превысила энергозатраты всей установки.
Для запуска термоядерной реакции разработчики решили использовать мощные электрические импульсы вместо множества лазеров. Вокруг центральной реакционной камеры разместят более 150 модулей размером с грузовик — крупных блоков с конденсаторами. Они должны одновременно разряжаться и создавать электрический импульс, в тысячи раз превосходящий по силе разряд молнии.
Импульс направят к находящейся в центре установки топливной капсуле размером с горошину. Сильный электрический ток создаст вокруг нее магнитное поле, которое должно сжать содержащиеся внутри изотопы водорода. При достаточных температуре и давлении их ядра соединятся с образованием гелия и выделением энергии.
По данным Nature, разработчики рассчитывают, что около 12% исходной электрической энергии удастся передать непосредственно топливной мишени. Для сравнения, на американской Национальной установке зажигания NIF до мишени доходит менее 1% энергии, первоначально затраченной на работу лазеров.
На один импульс новая установка должна расходовать около 80 МДж электрической энергии для зарядки конденсаторов. При этом термоядерная реакция, согласно расчетам разработчиков, должна давать около 100 МДж. Именно достижение такого соотношения позволит получить так называемый чистый энергетический выигрыш всей установки.
При этом даже запланированного результата будет недостаточно для создания полноценной электростанции. Как пишет Nature, первоначальный энергетический выигрыш от каждого импульса составит примерно пятую часть от уровня, необходимого для работы термоядерной электростанции. Кроме того, ученым и инженерам предстоит решить задачу непрерывной работы такой системы.
В 2022 году исследователи на Национальной установке зажигания NIF впервые получили в реакции термоядерного синтеза больше энергии, чем лазеры непосредственно передали топливной мишени. Однако для работы всей установки потребовалось значительно больше энергии, чем выделилось в самой реакции, поэтому чистого энергетического выигрыша всего комплекса добиться не удалось.
Новую установку строят неподалеку от Национальных лабораторий Sandia в Нью-Мексико, которые занимаются исследованиями в области национальной безопасности. По данным Nature, Sandia сотрудничает с Pacific Fusion в развитии импульсной технологии для энергетических и связанных с вооружениями применений. Саму установку в будущем также могут использовать для исследований стареющего запаса американских ядерных боеголовок.
Pacific Fusion была основана в 2023 году и с тех пор привлекла более $1 миллиарда инвестиций, получение которых связано с достижением определенных технологических этапов. В целом стартапы в сфере термоядерного синтеза за последние пять лет привлекли более $14 миллиардов
На предприятии в Нью-Мексико уже собирают ключевые элементы будущей установки. Во время посещения площадки журналистом Nature рабочие и промышленные роботы собирали первые два из более чем 150 запланированных модулей.
Такой результат станет важным шагом на пути к созданию термоядерной электростанции. Речь идет не только об энергии, которую удастся получить непосредственно в реакции синтеза, но и о том, чтобы она превысила энергозатраты всей установки.
Для запуска термоядерной реакции разработчики решили использовать мощные электрические импульсы вместо множества лазеров. Вокруг центральной реакционной камеры разместят более 150 модулей размером с грузовик — крупных блоков с конденсаторами. Они должны одновременно разряжаться и создавать электрический импульс, в тысячи раз превосходящий по силе разряд молнии.
Импульс направят к находящейся в центре установки топливной капсуле размером с горошину. Сильный электрический ток создаст вокруг нее магнитное поле, которое должно сжать содержащиеся внутри изотопы водорода. При достаточных температуре и давлении их ядра соединятся с образованием гелия и выделением энергии.
По данным Nature, разработчики рассчитывают, что около 12% исходной электрической энергии удастся передать непосредственно топливной мишени. Для сравнения, на американской Национальной установке зажигания NIF до мишени доходит менее 1% энергии, первоначально затраченной на работу лазеров.
На один импульс новая установка должна расходовать около 80 МДж электрической энергии для зарядки конденсаторов. При этом термоядерная реакция, согласно расчетам разработчиков, должна давать около 100 МДж. Именно достижение такого соотношения позволит получить так называемый чистый энергетический выигрыш всей установки.
При этом даже запланированного результата будет недостаточно для создания полноценной электростанции. Как пишет Nature, первоначальный энергетический выигрыш от каждого импульса составит примерно пятую часть от уровня, необходимого для работы термоядерной электростанции. Кроме того, ученым и инженерам предстоит решить задачу непрерывной работы такой системы.
В 2022 году исследователи на Национальной установке зажигания NIF впервые получили в реакции термоядерного синтеза больше энергии, чем лазеры непосредственно передали топливной мишени. Однако для работы всей установки потребовалось значительно больше энергии, чем выделилось в самой реакции, поэтому чистого энергетического выигрыша всего комплекса добиться не удалось.
Новую установку строят неподалеку от Национальных лабораторий Sandia в Нью-Мексико, которые занимаются исследованиями в области национальной безопасности. По данным Nature, Sandia сотрудничает с Pacific Fusion в развитии импульсной технологии для энергетических и связанных с вооружениями применений. Саму установку в будущем также могут использовать для исследований стареющего запаса американских ядерных боеголовок.
Pacific Fusion была основана в 2023 году и с тех пор привлекла более $1 миллиарда инвестиций, получение которых связано с достижением определенных технологических этапов. В целом стартапы в сфере термоядерного синтеза за последние пять лет привлекли более $14 миллиардов
На предприятии в Нью-Мексико уже собирают ключевые элементы будущей установки. Во время посещения площадки журналистом Nature рабочие и промышленные роботы собирали первые два из более чем 150 запланированных модулей.
