Американский стартап Zap Energy, основанный в 2017 году, работает над созданием реактора ядерного синтеза, в котором не используются магниты. Его последний прототип почти готов к первым испытаниям, и компания утверждает, что энергия термоядерного синтеза может быть получена уже через год! В то время как другие прототипы реакторов все еще пытаются достичь необходимой мощности, некоторые ученые по-прежнему скептически относятся к этому заявлению. Ядерный синтез становится предпочтительным решением для производства энергии без вреда для окружающей среды. Он не использует ископаемое топливо, не выбрасывает CO2 и не производит долгоживущих радиоактивных отходов высокого уровня. Он использует практически неисчерпаемое топливо (дейтерий и тритий, которые являются двумя изотопами водорода), и нет риска выхода реакции из-под контроля (в отличие от реакции деления).
Реакция синтеза, для которой не нужны магниты В настоящее время лишь немногие начинания основаны на таком подходе — большинство существующих сегодня экспериментальных термоядерных реакторов используют магнитные поля. Однако Z-pinch ядерный синтез может быть более эффективным, простым и дешевым. Z-pinch реакторы не требуют сложных массивов магнитных катушек или дорогостоящих экранирующих материалов. Они полагаются на электромагнитное поле, генерируемое в самой плазме. Это фиксирует плазму внутри относительно короткой колонны (около 2 метров высотой) и «зажимает» ее, пока она не станет достаточно горячей и плотной, чтобы произошел ядерный синтез. С помощью этой технологии Zap Energy надеется вскоре производить больше энергии, чем требуется для запуска термоядерной реакции — то, что до сих пор никому не удавалось сделать надежно и устойчиво с помощью какой-либо технологии.
По сравнению с существующими подходами к термоядерному синтезу, технология Zap Energy не требует сверхпроводящих магнитов или мощных лазеров. Поэтому более вероятно, что она быстро эволюционирует в меньшие, менее сложные и более масштабируемые системы, которые позволят по-настоящему использовать энергию термоядерного синтеза. Чем выше ток, используемый для создания Z-pinch, тем горячее и плотнее будет плазма. Поэтому увеличение силы тока является ключевым элементом в продвижении ядерного синтеза Z-pinch. Достигнув осенью прошлого года 500 кА, компания Zap Energy разработала новое устройство, поддерживающее более высокие токи: FuZE-Q. «FuZE-Q — это четвертое поколение устройств Z-pinch, которое мы создали, и оно, без сомнения, самое амбициозное», — говорит Брайан Нельсон, главный технический директор.
Теоретически FuZE-Q может работать с интенсивностью, необходимой для достижения точки энергетической безубыточности. Моделирование предсказывает, что это около 650 кА тока. Конечно, он должен значительно превысить этот порог, прежде чем его можно будет считать практическим источником энергии. Команда также стремится разработать термоядерные реакторы массового применения, которые «достаточно малы, чтобы поместиться в гараже». Каждый из этих реакторов будет способен обеспечить энергией не менее 8 000 домов, утверждает компания. Критики, однако, заявляют, что мы просто начинаем очередной виток «термоядерной энергетической лихорадки», сообщает New York Times. «Тот факт, что в эти утверждения широко верят, объясняется только эффективной пропагандой пропагандистов и представителей лабораторий», — сказал газете Дэниел Джасби, физик плазмы Принстонского университета в отставке. В любом случае, Zap Energy еще предстоит пройти долгий путь, включая разработку источника питания, достаточно мощного для сжатия плазмы.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение