Компания Helion, занимающаяся разработкой термоядерных энергетических установок и базирующаяся в Эверете, штат Вашингтон, в пятницу объявила о достижении важного этапа в своем стремлении к созданию термоядерной электростанции. Температура плазмы внутри прототипа реактора Polaris достигла 150 миллионов градусов Цельсия, что составляет три четверти от необходимой, по мнению компании, температуры для работы коммерческой термоядерной электростанции.
«Мы, безусловно, очень рады тому, что смогли достичь этого результата», — сказал Дэвид Киртли, соучредитель и генеральный директор Helion, в интервью TechCrunch.
В установке Polaris также используется дейтерий-тритиевое топливо — смесь двух изотопов водорода, — что, по словам Киртли, делает Helion первой компанией, занимающейся термоядерным синтезом, которая это делает. «Мы смогли наблюдать резкое увеличение выходной мощности термоядерного синтеза, как и ожидалось, в виде тепла», — сказал он.
Этот стартап ведет борьбу с несколькими другими компаниями, стремящимися коммерциализировать термоядерную энергетику, потенциально неограниченный источник чистой энергии.
Этот потенциал заставляет инвесторов спешить делать ставки на эту технологию. На этой неделе Inertia Enterprises объявила о привлечении 450 миллионов долларов в рамках раунда финансирования серии А, в котором также участвовали Bessemer и GV. В январе Type One Energy сообщила TechCrunch, что находится в процессе привлечения 250 миллионов долларов, а прошлым летом Commonwealth Fusion Systems привлекла 863 миллиона долларов от инвесторов, включая Google и Nvidia. Сама компания Helion в прошлом году привлекла 425 миллионов долларов от группы инвесторов, в которую входили Сэм Альтман, Mithril, Lightspeed и SoftBank.
В то время как большинство других стартапов, занимающихся термоядерным синтезом, планируют начать поставлять электроэнергию в сеть к началу 2030-х годов, у Helion есть контракт с Microsoft на продажу электроэнергии, начиная с 2028 года, хотя эта энергия будет поступать от более крупного коммерческого реактора Orion, который компания в настоящее время строит, а не от Polaris.
У каждого стартапа, занимающегося термоядерным синтезом, есть свои этапы, зависящие от конструкции реактора. Например, компании Commonwealth Fusion Systems необходимо нагреть плазму до температуры более 100 миллионов градусов Цельсия внутри своего токамака — устройства в форме пончика, использующего мощные магниты для удержания плазмы.
Реактор на Гелионе устроен иначе: для его работы необходимы плазмы, температура которых примерно вдвое выше, чем предполагалось.
Конструкция реактора компании представляет собой так называемую конфигурацию с обратным полем. Внутренняя камера имеет форму песочных часов, а на широких концах впрыскивается топливо, превращающееся в плазму. Затем магниты ускоряют плазму навстречу друг другу. При первом слиянии температура плазмы составляет от 10 до 20 миллионов градусов Цельсия. Мощные магниты затем дополнительно сжимают образовавшийся шар, повышая температуру до 150 миллионов градусов Цельсия. Все это происходит менее чем за миллисекунду.
Вместо извлечения энергии из термоядерных реакций в виде тепла, Helion использует собственное магнитное поле термоядерной реакции для генерации электроэнергии. Каждый импульс будет отталкиваться от собственных магнитов реактора, индуцируя электрический ток, который можно использовать для выработки электроэнергии. Получая электроэнергию непосредственно из термоядерных реакций, компания надеется добиться большей эффективности, чем её конкуренты.
По словам Киртли, за последний год компания Helion усовершенствовала некоторые схемы в реакторе, чтобы увеличить объем получаемой электроэнергии.
Хотя сегодня компания использует дейтерий-тритиевое топливо, в будущем она планирует перейти на дейтерий-гелий-3. Большинство компаний, занимающихся термоядерным синтезом, планируют использовать дейтерий-тритий и извлекать энергию в виде тепла. Выбранное компанией Helion топливо, дейтерий-гелий-3, производит больше заряженных частиц, которые сильно отталкивают магнитные поля, удерживающие плазму, что делает его более подходящим для подхода Helion к прямой выработке электроэнергии.
Конечная цель компании Helion — производство плазмы с температурой 200 миллионов градусов Цельсия, что значительно выше целевых показателей других компаний, и это зависит от конструкции реактора и выбора топлива. «Мы считаем, что 200 миллионов градусов — это оптимальная температура для работы электростанции», — сказал Киртли.
На вопрос о том, достиг ли проект «Гелион» научной безубыточности — точки, когда термоядерная реакция генерирует больше энергии, чем требуется для ее запуска, — Киртли уклонился от ответа. «Мы сосредоточены на выработке электроэнергии, на ее производстве, а не на чисто научных достижениях».
Гелий-3 широко распространен на Луне, но не на Земле, поэтому «Гелион» должен производить собственное топливо. Для начала он будет использовать синтез ядер дейтерия для получения первых партий топлива. В процессе обычной работы, хотя основным источником энергии будет термоядерный синтез дейтерия и гелия-3, некоторые реакции по-прежнему будут протекать по принципу «дейтерий-дейтерий», в результате чего будет производиться гелий-3, который компания будет очищать и использовать повторно.
Работа по усовершенствованию топливного цикла уже ведется. «Приятным сюрпризом стало то, что многие из этих технологий оказались проще в реализации, чем мы, возможно, ожидали», — сказал Киртли. По его словам, компания Helion смогла производить гелий-3 «с очень высокой эффективностью как по производительности, так и по чистоте».
Хотя в настоящее время Helion — единственный стартап в области термоядерного синтеза, использующий гелий-3 в качестве топлива, Киртли сказал, что, по его мнению, в будущем другие компании будут это делать, намекнув, что он был бы не против продавать им гелий-3. «Другие компании — по мере того, как они будут осознавать необходимость подхода к прямому извлечению электроэнергии и видеть преимущества в эффективности — также захотят использовать гелий-3 в качестве топлива», — сказал он.
Помимо экспериментов с проектом Polaris, компания Helion также строит Orion, термоядерный реактор мощностью 50 мегаватт, необходимый для выполнения контракта с Microsoft. «Наша конечная цель — не строительство и поставка Polaris, — сказал Киртли. — Это шаг на пути к созданию крупномасштабных электростанций».
Источник: techcrunch.com
