Стартап з термоядерної енергетики Helion, що базується в Еверетті (штат Вашингтон), оголосив про значний прорив у розробці технологій комерційного термоядерного синтезу. Всередині прототипу реактора Polaris температура плазми досягла 150 мільйонів градусів Цельсія — це три чверті від необхідної позначки для запуску промислової термоядерної установки.
Про це розповідає ProIT
Інновації у паливі та конструкції реактора
Унікальністю підходу Helion є використання паливної суміші дейтерію та тритію — ізотопів водню, що дозволило компанії першою серед конкурентів досягти значного зростання потужності реакції синтезу у вигляді тепла.
“Ми спостерігали, як вихідна потужність термоядерної реакції зростала суттєво, як і очікувалось, у вигляді тепла”, — зазначив співзасновник і генеральний директор компанії Девід Кіртлі.
Конструкція реактора Polaris базується на так званій конфігурації зі зворотним магнітним полем, де камера має форму пісочного годинника. Паливо впорскується у розширені кінці камери, перетворюється на плазму, а потужні магніти прискорюють потоки плазми назустріч одна одній. Після злиття температура сягає 10–20 мільйонів градусів Цельсія, а подальше стиснення за допомогою магнітів піднімає її до 150 мільйонів градусів менш ніж за мілісекунду.
Пряме генерування електрики та подальші плани
На відміну від більшості інших компаній, які перетворюють тепло реакції на електрику, Helion використовує магнітне поле, створене термоядерним синтезом, для прямої генерації електроенергії. Кожен імпульс реакції створює зворотний поштовх у власні магніти реактора, що індукує електричний струм. Такий підхід дозволяє підвищити ефективність виробництва електроенергії.
За останній рік інженери Helion вдосконалили електричні схеми реактора, збільшивши обсяг відновленої енергії. Хоча наразі компанія використовує паливо на основі дейтерію та тритію, у майбутньому планується перейти на суміш дейтерію та гелію-3. Вибір гелію-3 обумовлений його здатністю створювати більшу кількість заряджених частинок, що підсилює взаємодію з магнітними полями, забезпечуючи ще вищу ефективність прямого виробництва електрики.
Головна мета Helion — досягти температури плазми у 200 мільйонів градусів Цельсія. За словами Кіртлі, саме цей показник забезпечить оптимальні умови для роботи електростанції на термоядерному синтезі.
Зараз гелій-3 на Землі рідкісний, тому компанія змушена самостійно виробляти паливо, генеруючи гелій-3 шляхом синтезу ядер дейтерію. У процесі основною реакцією стане синтез дейтерію з гелієм-3, але частина реакцій залишатиметься дейтерій-дейтерійною, що дозволить отримувати та очищати гелій-3 для подальшого використання. Вже сьогодні компанія демонструє високу ефективність цього процесу як за обсягом, так і за чистотою отриманого ізотопу.
Helion — наразі єдиний стартап, який використовує гелій-3 у своєму паливі. Проте Кіртлі вважає, що згодом і інші компанії перейдуть на цю технологію, а Helion буде готовою постачати їм гелій-3.
У межах підготовки до масштабного комерційного запуску компанія також будує реактор Orion потужністю 50 МВт. Саме з цього реактора, а не з Polaris, з 2028 року планується постачати електроенергію за контрактом із Microsoft.
На відміну від Helion, більшість конкурентів орієнтуються на 2030-ті роки для виходу на ринок електроенергії. Наприклад, Commonwealth Fusion Systems планує нагрівати плазму до понад 100 мільйонів градусів у пристрої токамак — тороїдальному реакторі з потужними магнітами. Інвестиційна активність у галузі також зростає: нещодавно Inertia Enterprises залучила $450 мільйонів, Type One Energy планує зібрати $250 мільйонів, а Commonwealth Fusion Systems торік отримала $863 мільйони від таких інвесторів, як Google та Nvidia. Сама Helion минулого року залучила $425 мільйонів від Sam Altman, Mithril, Lightspeed, SoftBank та інших.
Helion продовжує працювати над вдосконаленням паливного циклу та наближається до комерційного запуску інноваційних термоядерних електростанцій.