Компанія Pacific Fusion оголосила про прорив у здешевленні запуску термоядерного реактора, спираючись на результати експериментів у лабораторії Sandia National Laboratory. Їхня нова технологія може суттєво знизити витрати, що є ключовим викликом для галузі термоядерної енергетики — забезпечити, щоб собівартість виробленої енергії була нижчою за її ринкову ціну.
Про це розповідає ProIT
Інноваційний підхід до імплозії паливних капсул
Pacific Fusion розвиває напрямок імплозійного утримання інерції (ICF) з використанням потужних електричних імпульсів замість лазерів. В основі методу — надшвидке стиснення мініатюрної паливної капсули магнітним полем, яке утворюється під впливом електричного розряду. Це поле оточує капсулу розміром із ластик для олівця, стискаючи її менш ніж за 100 мільярдних часток секунди.
Досі для попереднього розігріву пального застосовували як лазери, так і магніти, що ускладнювало конструкцію апаратів та підвищувало витрати. «Додаючи лазери й магніти, ми отримуємо більшу складність і вартість, а це ускладнює вихід на ринок з конкурентною ціною електроенергії», — пояснює співзасновник і технічний директор Pacific Fusion Кіт ЛеШ’єн.
«Ми можемо дуже тонко змінювати спосіб виготовлення цього циліндра, щоб дозволити магнітному полю проникати у паливо до початку стиснення», — зазначив ЛеШ’єн.
Оптимізація конструкції та зниження вартості
В експериментах компанія модифікувала циліндр, що містить паливну капсулу, і налаштувала подачу електричного струму. Перед основним імпульсом Pacific Fusion дозволила частині магнітного поля проникнути в капсулу, таким чином підігріваючи її. Для цього використовують пластикову мішень, обгорнуту алюмінієм, і змінюють товщину алюмінієвого шару для контролю магнітного впливу. Виробничу точність порівнюють із виготовленням гільзи для патрона калібру .22, що вже відпрацьовано промисловістю понад століття.
Ці удосконалення майже не впливають на кількість енергії, яку потрібно подати до мішені. За словами ЛеШ’єна, проникнення поля в центр пального вимагає мізерної частки енергії — значно менше 1% від загальної, тож це практично не помітно у балансі системи.
Відмова від лазерної системи може суттєво скоротити витрати: для попереднього підігріву великих систем потрібні лазери вартістю понад 100 мільйонів доларів. Крім того, спрощення конструкції зменшить і витрати на обслуговування.
Отримані результати допомагають Pacific Fusion вдосконалювати комп’ютерне моделювання процесів та узгоджувати його з практичними експериментами. Як наголошує ЛеШ’єн, справжній виклик полягає у тому, щоб об’єднати симуляції, розробку, тестування та досягти реального успіху на практиці.
Більшість стартапів з термоядерної енергетики, включно з Pacific Fusion, планують запуск перших комерційних реакторів у першій половині 2030-х років, відкриваючи перспективи масового виробництва чистої енергії цілодобово.