Каліфорнійська компанія TAE Technologies спільно з науковцями Каліфорнійського університету розробили інноваційний прототип термоядерного реактора “Norm”, який, за їхніми твердженнями, забезпечує в 100 разів більшу потужність порівняно з іншими термоядерними пристроями при вдвічі меншій вартості.
Інноваційна конструкція та технологічні переваги
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, демонструє значний прогрес у розробці термоядерних установок. Основна інновація реактора “Norm” полягає у вдосконаленні конфігурації зі зворотним полем (FRC), яка утримує високотемпературну плазму без використання масивних магнітів, характерних для традиційних токамаків. Така конструкція дозволяє суттєво підвищити ефективність системи.
Термоядерний синтез потребує нагрівання плазми до мільйонів градусів. За таких екстремальних температур звичайні матеріали не можуть використовуватися для утримання плазми. Токамаки вирішують цю проблему за допомогою складних надпровідних котушок, які споживають значну кількість енергії.
Реактори з конфігурацією FRC функціонують інакше. Вони змушують плазму генерувати власне магнітне поле. Це дозволяє створювати компактніші та простіші пристрої порівняно зі стандартними токамаками.
Подолання технологічних викликів та перспективи розвитку
Попередні конструкції FRC мали суттєвий недолік — нестабільність. Команда TAE Technologies стверджує, що вирішила цю проблему. “Це бажане, але несподіване проривне відкриття, зроблене під час експлуатаційної кампанії Norman, значно спростило вимоги до запуску і експлуатаційні складнощі для конструкцій термоядерних реакторів на основі FRC”, — зазначають дослідники у своїй публікації.
“Norm” є модифікацією реактора п’ятого покоління під назвою “Norman”. Згідно з інформацією від TAE Technologies, новий прототип на 50% зменшує розмір, складність і вартість установки. Він виробляє плазму виключно за допомогою інжекції нейтрального пучка.
Цей реактор слугує випробувальним майданчиком для компонентів, які планується використовувати в реакторі шостого покоління “Коперник”. Згідно з планами компанії, “Коперник” має продемонструвати можливість досягнення чистої генерації енергії, що стане передостаннім кроком до комерціалізації термоядерної енергетики.
Потенційні переваги та реалістичні очікування
Генеральний директор TAE Technologies Міхль Біндербауер підкреслює важливість цієї розробки: “Глобальний попит на електроенергію зростає в геометричній прогресії, і ми маємо моральне зобов’язання зробити все можливе, щоб розробити рішення для базового навантаження, яке буде безпечним, безвуглецевим і економічно життєздатним”.
Компанія стверджує, що її технологія може сприяти розвитку воднево-борного синтезу. Така форма термоядерного синтезу не утворює радіоактивних відходів. Вона потенційно безпечніша за реакції з використанням тритію або дейтерію, що застосовуються в інших експериментах.
Перший прототип комерційної електростанції “Da Vinci” планується ввести в експлуатацію на початку 2030-х років. Однак шлях до промислового термоядерного синтезу залишається складним. Необхідно розробити реакцію, яка вироблятиме більше енергії, ніж споживатиме вся система.
Історія термоядерної енергетики характеризується регулярними зміщеннями графіків. Попри оптимістичні заяви, комерціалізація термоядерного синтезу може відбутися значно пізніше прогнозованих термінів. Тим не менш, пошук нових методів індукування термоядерних реакцій та підвищення їхньої ефективності є важливим кроком до екологічно чистої енергетики майбутнього.