Термоядерный синтез — это процесс, при котором легкие атомы сливаются в более тяжелые, выделяя при этом огромное количество энергии. Это то же самое, что происходит в центре Солнца и других звезд. Термоядерный синтез считается потенциально чистым и безопасным источником энергии, который может решить проблему энергетического кризиса и глобального потепления. Однако для запуска термоядерной реакции на Земле нужно создать экстремальные условия: высокую температуру (более 100 миллионов градусов Цельсия), высокое давление (более 100 миллиардов раз больше земного) и высокую плотность плазмы (состояния вещества, при котором атомы разрываются на электроны и ядра). Для этого используются разные способы: магнитное удержание плазмы в специальных установках (токамаках), инерционное сжатие плазмы с помощью мощных лазеров или частиц (заряженных или нейтральных), пинч-эффект (самосжатие плазмы под действием магнитного поля) и другие.
Helion Energy разрабатывает свой собственный метод термоядерного синтеза, основанный на пинч-эффекте. Компания утверждает, что ее реактор может работать на дейтерии (изотопе водорода) и гелии-3 (редком изотопе гелия), которые являются более доступными и экологичными топливами, чем тритий (другой изотоп водорода), который используется в большинстве других проектов термоядерного синтеза. Реакция дейтерия и гелия-3 выделяет меньше нейтронов, которые могут вызывать радиоактивность материалов и повреждать оборудование.
Реактор Helion Energy представляет собой полый цилиндр, в котором создается магнитное поле. В цилиндр впрыскиваются импульсы плазмы из дейтерия и гелия-3, которые сжимаются под действием магнитного поля до тех пор, пока не начинается реакция синтеза. Высокоэнергетическая плазма выходит из цилиндра через сопло и может быть использована для производства электричества. Реактор помещается в стандартный грузовой контейнер и может вырабатывать до 50 МВт энергии.
По словам представителей Helion Energy, их реактор может быть готов к коммерческому использованию уже в 2024 году, а его стоимость будет составлять около 50 миллионов долларов за штуку. Кроме того, компания заявляет, что ее технология может быть легко масштабируема и адаптирована к различным потребностям клиентов.
Однако не все эксперты разделяют оптимизм Helion Energy. Многие считают, что компания ставит слишком амбициозные и нереалистичные сроки и цели, учитывая сложность и неопределенность технологии термоядерного синтеза. По мнению критиков, Helion Energy еще не продемонстрировала достаточных научных и инженерных результатов, чтобы убедить в своей способности выполнить обещания. Кроме того, есть сомнения в том, что рынок энергии будет готов принять такую новую и непроверенную технологию, особенно в условиях конкуренции с другими возобновляемыми источниками энергии.
Microsoft, однако, решила поддержать Helion Energy и заключить с ней договор на покупку энергии термоядерного синтеза. По словам представителей Microsoft, компания заинтересована в развитии инновационных и экологически чистых источников энергии, которые могут обеспечить ее растущие потребности в электричестве для своих облачных сервисов и центров обработки данных. Кроме того, Microsoft надеется, что сотрудничество с Helion Energy поможет ускорить разработку и внедрение технологии термоядерного синтеза в мире.
Справка Vsluh.net
В настоящее время в мире ведутся активные исследования в области термоядерного синтеза, которые направлены на создание управляемого источника энергии на основе этого процесса.
Самым масштабным и известным проектом в этой области является ИТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор), который строится во Франции при участии семи международных партнеров: Индии, Китая, Южной Кореи, Японии, Европейского союза, Российской Федерации и Соединенных Штатов Америки. ИТЭР представляет собой токамак - устройство с магнитным удержанием плазмы, в котором планируется достичь коэффициента выигрыша в мощности термоядерного реактора не менее 10 и номинальной мощности термоядерного реактора 500 МВт. На ИТЭР также будут тестироваться ключевые технологии для будущих термоядерных реакторов.
Кроме ИТЭР, существуют и другие проекты и инициативы в области термоядерного синтеза, такие как:
ИФМИФ (Международная установка по облучению материалов для термоядерного синтеза), которая будет строиться в Японии при сотрудничестве Европейского союза и Японии. На ИФМИФ будут изучаться и отбираться материалы, способные выдерживать экстремальные условия, связанные с высокоэнергетическими нейтронами в термоядерных реакторах.
DEMO (Демонстрационный реактор для энергетики), который является следующим шагом после ИТЭР и предполагает построение полномасштабного термоядерного реактора, способного производить электричество на промышленном уровне.
NIF (Национальная установка по инерционному сжатию), которая расположена в США и использует иную концепцию термоядерного синтеза - инерционное удержание плазмы. На NIF применяется мощный лазер для нагревания и сжатия капсулы с дейтерием-тритием до начала термоядерной реакции. Недавно на NIF был достигнут рекордный выход энергии из капсулы - 1,35 МДж.
SPARC (Сверхпроводящий пилотный аппарат для исследования сжигания), который разрабатывается в США при сотрудничестве Массачусетского технологического института и компании Commonwealth Fusion Systems. SPARC также является токамаком, но меньшего размера, чем ИТЭР. SPARC планируется запустить в 2025 году и достичь коэффициента выигрыша в мощности термоядерного реактора около 11.
Эти и другие проекты и инициативы свидетельствуют о том, что термоядерный синтез является активной и перспективной областью научных исследований и разработок, которая может в будущем принести человечеству новый источник чистой и безопасной энергии.
