Американский стартап Helion Energy, занимающийся разработкой термоядерных энергетических технологий, начал строительство нового комплекса в городе Эверетт, штат Вашингтон, где будет размещен прототип термоядерного реактора седьмого поколения под названием Polaris. Строительство объекта, на котором также будет производиться топливо на основе гелия-3, планируется завершить в начале 2022 года. Тем временем General Fusion и Канадская ядерная лаборатория будут сотрудничать в разработке методов извлечения трития для использования в коммерческих термоядерных электростанциях.
Компания Helion заявила, что новый комплекс в Эверетте ускорит ее усилия по созданию первой в мире коммерчески жизнеспособной термоядерной электростанции. Компания разрабатывает экономически эффективную электростанцию с нулевым уровнем выбросов углерода, используя запатентованную технологию импульсного термоядерного синтеза без воспламенения. Helion утверждает, что ее термоядерная электростанция обеспечит "гибкую, масштабируемую, доступную по цене базовую мощность, открывая миру новый путь к полной декарбонизации производства электроэнергии".
"На этой установке Helion вплотную приблизится к своей цели - преодолеть “термоядерный барьер” и подтолкнуть мир к окончанию эры ископаемого топлива", - сказал основатель и генеральный директор Helion Дэвид Киртли, - "Компания Helion пустила глубокие корни в Вашингтоне, проведя здесь последние восемь с лишним лет в исследованиях и разработке технологии с беспрецедентными последствиями для изменения способов получения энергии в мире".
"Вашингтон гордится тем, что является родиной ведущих мировых первопроходцев, разрабатывающих доступные и чистые энергетические решения", - сказал губернатор Джей Инсли, который присутствовал на церемонии закладки первого камня 27 июля, - “Это большая веха в том, что компания Helion теперь готова к коммерциализации своей инновационной технологии. С помощью этого нового комплекса Helion и Вашингтон принимают судьбоносные меры для решения климатического кризиса".
Helion утверждает, что подход компании к термоядерной энергии отличается от других подходов тремя основными способами. Во-первых, она использует импульсную термоядерную систему, которая помогает преодолеть самые сложные физические проблемы, делает термоядерную установку меньше, чем другие подходы, и позволяет регулировать выходную мощность в зависимости от потребностей. Во-вторых, разрабатываемая компанией система построена для прямого получения электроэнергии, в то время как другие термоядерные системы нагревают воду для создания пара для вращения турбины, которая теряет много энергии в процессе. В-третьих, в качестве топлива используется дейтерий и гелий-3, что позволяет сделать систему небольшой и эффективной.
В прошлом месяце Helion стала первой частной компанией, объявившей о превышении температуры в 100 миллионов градусов Цельсия в своем шестом прототипе термоядерного генератора, Trenta. Компания заявила, что достижение этой температуры является важной инженерной вехой, поскольку она считается идеальной температурой топлива, при которой должна работать термоядерная коммерческая электростанция. Компания также сообщила, что прототип Trenta недавно завершил 16-месячную испытательную кампанию, выполнив почти 10 000 мощных импульсов.
Технология извлечения трития
В свою очередь подход компании General Fusion к магнитно-инерционному синтезу (MTF) предполагает впрыск водородной плазмы в сферу из жидкого металла, где она сжимается и нагревается так, что происходит термоядерный синтез. Тепло от слияния атомов водорода передается в жидкий металл.
General Fusion планирует продемонстрировать свою технологию MTF на пилотной установке Fusion Demonstration Plant (FDP), которая будет построена в кампусе UKAEA Culham Campus недалеко от Оксфорда в Великобритании. Ожидается, что FDP - увеличенная на 70% версия коммерческой экспериментальной установки - начнет работу в 2025 году.
Демонстрационная установка будет создавать условия термоядерного синтеза в среде, "соответствующей электростанции", но не будет использоваться для производства электроэнергии. Демонстрационная установка будет производить один плазменный импульс в день и использовать дейтериевое топливо, в то время как коммерческая экспериментальная установка должна будет использовать дейтерий-тритиевое топливо и производить до одного плазменного импульса в секунду. Нейтроны в реакторе, в свою очередь, взаимодействуют с жидким металлическим покрытием внутренней стенки термоядерного реактора, генерируя больше трития.
General Fusion объявила, что будет работать с Канадской ядерной лабораторией (CNL) над определением наиболее перспективных подходов к управлению тритием в термоядерных энергетических системах - в частности, над процессом извлечения трития из жидкого металла для обеспечения безграничных поставок тритиевого топлива для использования в термоядерных электростанциях.
Эта работа будет проводиться в рамках Канадской инициативы ядерных исследований - программы, которая облегчает доступ к научно-исследовательской и испытательной инфраструктуре CNL для промышленных партнеров в Канаде и по всему миру. CNL располагает современной тритиевой установкой стоимостью 40 миллионов канадских долларов, способной обрабатывать материалы, необходимые для проведения полномасштабных испытаний технологии извлечения трития.
"Наши глобальные партнеры по исследованиям играют важную роль в оказании помощи компании General Fusion в продвижении технологии MTF для коммерциализации", - сказал Райан Герреро, директор по технологиям компании General Fusion, - "Сотрудничество с Канадской ядерной лабораторией позволит еще больше усовершенствовать эту технологию для применения на коммерческих электростанциях".
General Fusion утверждает, что ее подход, заключающийся в максимальном использовании существующих промышленных технологий, таких как пневматические поршни, и не полагающийся на большие сверхпроводящие магниты или дорогие лазеры, означает более доступную цепочку поставок, что делает MTF более простой в производстве и масштабировании, чем другие термоядерные технологии. Компания заявляет, что ее цель - реализовать полноценную коммерческую термоядерную электростанцию в мире к началу 2030-х годов.
