Частные фирмы готовят прорыв в сфере термоядерного синтеза

Сферу ядерной энергетики ожидает такая же трансформация, как космическую отрасль. Новое поколение стартапов обещает устроить тот прорыв, который так и не удалось совершить госкорпорациям.

Помочь им в этом должны новые технологии — мощные вычислительные системы, алгоритмы и 3D-печать.

Время для прорыва

Проектами по изучению энергии термоядерного синтеза долгие годы заведовали государственные предприятия. Исследования обходились дорого, но к прорыву в энергетике они так и не привели. Молодые стартапы обещают пойти другим путем. Они намерены не только совершить рывок, но и вывести технологию на рынок.

«Мы готовы повторить успех SpaceX», — отметил глава компании General Fusion Кристофер Моури в комментарии NBC News.

Он считает, что в сфере термоядерного синтеза, как и в космической отрасли, долгое время доминировали госкорпорации, но теперь настала пора их потеснить.

Такой подход не мешает General Fusion и другим новичкам использовать государственные разработки. «Частники опираются на десятилетия правительственных исследований», — утверждает исполнительный директор Fusion Industry Association (США) Эндрю Холланд.

Другой проект — Commonwealth Fusion Systems — основан специалистами из Массачусетского технологического института (США). Команда проекта работает над экспериментальной компактной установкой, которая позволит обеспечить энергией 75 тыс. домов.

Уже в этом году компания First Light Fusion планирует показать рабочий реактор термоядерного синтеза. Ожидается, что к 2024 году он сможет вырабатывать больше энергии, чем нужно для запуска реакции, а значит, подойдет для коммерческого применения.

Неиссякаемая энергия

Реакция термоядерного синтеза может повлечь за собой революцию в области энергетики. С ее помощью можно будет выработать колоссальное количество электроэнергии без существенного вреда для окружающей среды. В отличие от традиционных угольных станций, установки на основе термоядерного синтеза не производят парниковых выбросов. В качестве побочного продукта они вырабатывают только гелий, которому также можно найти коммерческое применение.

Однако пока никому так и не удалось разработать методику, которая приносила бы выгоду и позволяла воспользоваться преимуществами технологии. Но скоро ситуация изменится. Стартапы обещают построить первую термоядерную станцию для коммерческого применения уже в 2020-е годы.

Главная проблема — это поддержание устойчивой термоядерной реакции в течение продолжительного времени.

Наибольших успехов в этой области добились британские исследователи, которые проводили эксперименты на установке ДЖЭТ (Joint European Torus — Объединенный европейский токамак). На ее строительство ушло около $438 млн.

Другой европейский проект — Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР) — пока еще строится, и, по некоторым оценкам, он обойдется в $14 млрд. Ожидается, что его средняя термоядерная мощность за один импульс составит 500 МВт.

Управлять плазмой будет ИИ

Обе системы — и ДЖЭТ, и ITER — относятся к крупномасштабным проектам. Британская установка размещена на площадке, которая по размеру сопоставима с гипермаркетом. А ITER после завершения строительства по площади можно будет сравнить с крупным торговым центром.

Молодые компании планируют пойти другим путем — они собираются строить небольшие испытательные комплексы размером с теннисный корт. Это поможет сократить затраты, но добиться примерно тех же результатов.

Стартапы надеются, что достичь цели им помогут новые технологии. К примеру, 3D-печать позволит быстро и дешево печатать необходимые детали, а системы цифрового управления помогут эффективнее управлять процессами. Ученые также применяют машинное обучение для контроля за удержанием плазмы.

К 2040 году вырабатывать энергию термоядерного синтеза обещает и Китай. Строительство реактора начнется уже через 5 лет, а еще через 10 лет инженеры обещают сконструировать первый генератор.

Источник: Hightech.plus

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» вYoutube, страницу «Хвилі» в Facebook