Сегодня 07 марта 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → реакторы
Быстрый переход

Китай создаёт первый в мире гибрид атомного реактора и ускорителя — в его топке сгорят даже радиоактивные отходы

Китайские учёные подошли к созданию нового типа коммерческого реактора, который до этого существовал только как лабораторная установка. Это так называемый управляемый ускорителем подкритический реактор (ADS, accelerator-driven subcritical systems). В его активной зоне нет условий для самоподдерживающейся реакции деления ядер. Её запускает внешний поток протонов или других частиц, разогнанных до субсветовых скоростей, выбивая нейтроны из остатков топлива.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

Ядерная печь с турбонаддувом. Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

Установки ADS во множестве разрабатывались в 80-е годы прошлого века во всех развитых странах. Они позволяли резко сократить объёмы долгоживущих радиоактивных отходов — до каких-то жалких 1000 лет вместо сотен тысяч лет и даже дольше: такой реактор просто дожигает их, получая энергию буквально из отходов и снижая их радиоактивность. Более того, реакторы ADS работают на ториевом топливе, которого в земной коре намного больше, чем урана. Кроме того, запасов урана непосредственно у Китая крайне недостаточно для собственных нужд — его приходится закупать.

Текущий проект управляемого ускорителем подкритического реактора в Китае создаётся под эгидой Китайской академии наук; в частности, над ним работает Институт современной физики совместно с государственными ядерными компаниями страны. Проект носит название China Initiative Accelerator Driven System (CiADS). Разработчики подчёркивают, что такая технология сделает ядерную энергетику «зелёной, безопасной и стабильной», обеспечивая человечество энергией на 1000 лет.

Технически CiADS состоит из сверхпроводящего линейного ускорителя протонов, спалляционной мишени из жидкого сплава свинца и висмута и подкритического реактора. Ускоритель разгоняет протоны до высоких энергий (около 250–500 МэВ); они ударяют по мишени, вызывая спалляцию — процесс рождения множества нейтронов. Эти нейтроны попадают в субкритический реактор (в котором нет самоподдерживающейся реакции деления), поддерживая контролируемую цепную реакцию деления без риска неуправляемого разгона. Реактор охлаждается жидким металлом, что сохраняет жёсткий спектр быстрых нейтронов, идеальный для переработки актинидов — основной «гадости» в долгоживущих радиоактивных отходах.

Главные преимущества CiADS — это сжигание урана в 100 раз эффективнее, чем в обычных реакторах, и сокращение времени жизни радиоактивных отходов в тысячи раз (с сотен тысяч лет до менее чем 1000 лет). Долгоживущие актиниды (америций, нептуний, кюрий) эффективно трансмутируются в короткоживущие изотопы благодаря жёсткому спектру и внешнему потоку нейтронов. Это позволяет почти полностью использовать уран-238 и перерабатывать отходы существующих АЭС, радикально снижая объём и опасность захоронений. Технология делает ядерный топливный цикл замкнутым и устойчивым.

Проект реализуется в провинции Гуандун (город Хуэйчжоу); общая тепловая мощность прототипа составляет около 10 МВт (включая 2,5 МВт от ускорителя и 7,5 МВт от реактора). Строительство идёт с 2021 года, установка ускорителя завершится в 2026 году, а первый запуск полномасштабной связанной системы ожидается в 2027 году. Это будет первый мегаваттный ADS-демонстратор в мире. В России пошли несколько другим путём — там используются критические быстрые реакторы с замкнутым топливным циклом, например БРЕСТ-ОД-300 или МБИР, но это уже другая история.

TerraPower Билла Гейтса получила разрешение на АЭС Natrium на расплаве солей — несмотря на опасения учёных

Компания TerraPower, финансируемая Биллом Гейтсом (Bill Gates), получила от Комиссии по ядерному регулированию США (NRC) разрешение на начало строительства своей первой ядерной электростанции с реактором Natrium в городе Кеммерер, штат Вайоминг. Это первое подобное разрешение за почти десять лет. Забавно, но строительные работы на площадке стартовали ещё летом 2024 года задолго до получения разрешения, что прозрачно намекает на авторитет Гейтса.

 Источник изображения: TerraPower

Источник изображения: TerraPower

Справедливости ради отметим, что площадка под будущую АЭС TerraPower четвёртого поколения будет состоять из двух зон — атомной и энергетической. Ядерные реакции будут происходить на одном её участке, а выработка электроэнергии на другом. В июне 2024 года работы начались на неядерной площадке, а также с подготовки инфраструктуры — дорог, коммуникаций, водоснабжения и прочего. Это позволит сэкономить время, чтобы ввести новую АЭС в строй как можно раньше.

Завершение экспертиз безопасности проекта реактора Natrium состоялось в конце прошлого года. Комиссия по ядерному регулированию США не нашла признаков угроз заражения со стороны нового реактора. В то же время ряд учёных утверждают, что анализ угроз был проведён поверхностно, и даже сравнивают его с «русской рулеткой».

Дело в том, что реактор Natrium на расплаве солей считается безопасным по своей природе. Он не может взорваться, и в нём нет водяного пара под давлением — теплоносителем является расплав солей, в который добавляется радиоактивное топливо. Именно эта простота заставила разработчиков ослабить контур радиационной и физической защиты реактора, что можно понять с позиции экономии средств и ускорения строительства, но трудно будет принять в случае разрушительной аварии, защитный экран для которой больше не предусмотрен.

Как бы там ни было, TerraPower теперь получила разрешение на строительство непосредственно реактора на площадке в Кеммерере. Строительство должно завершиться не раньше 2031 года. Добавим, что лицензия на эксплуатацию данного объекта пока не выдана. Но всё указывает на то, что реактор рано или поздно будет запущен.

Запланированная мощность первой очереди составит 345 МВт(э). На территории станции предусмотрен бассейн теплового аккумулятора, в котором расплав солей будет сохранять температуру, близкую к реакторной. За счёт этого буфера пиковую выработку установки можно будет кратковременно повышать до 500 МВт(э). Это будет нужно для сглаживания пиков и спадов выработки электричества возобновляемыми источниками в течение суток. Классические АЭС на такое неспособны.

В Германии построят термоядерный реактор, а потом и первую в Европе термоядерную электростанцию

На этой неделе мюнхенская компания Proxima Fusion подписала меморандум о взаимопонимании (MoU) с правительством Баварии (ФРГ), компанией RWE и Институтом физики плазмы Общества Макса Планка (IPP) о строительстве первой в Европе термоядерной электростанции. Соглашение предусматривает строительство в 2030-х годах стелларатора под названием Stellaris. Но начнётся всё с проекта стелларатора Alpha, который должен начать работу в самом начале 2030-х годов.

 Источник изображений: Proxima Fusion

Источник изображений: Proxima Fusion

Стеллараторы — это более компактные по сравнению с токамаками термоядерные реакторы. Их недостатком является сложная магнитная конфигурация, что усложняет управление плазмой. Ожидается, что новые алгоритмы и даже искусственный интеллект помогут управлять плазмой в стеллараторах настолько эффективно, что это позволит обеспечить запуск самоподдерживающейся термоядерной реакции. Собственно, стелларатор «Альфа» должен стать первой в Европе термоядерной установкой с положительным выходом энергии. На этой же неделе компания Proxima Fusion сообщила о создании международного альянса «Альфа» в поддержку проекта, куда уже вошли десятки компаний, причём не только из Германии.

Отдельно стоит обратить внимание на тот факт, что Германия первой среди развитых стран отказалась от атомных электростанций, но при этом безоговорочно верит в безопасность термоядерного синтеза. Электростанция Stellaris, кстати, будет строиться на базе выводимой сегодня из эксплуатации АЭС «Гундремминген» в Баварии. Демонстрационный стелларатор «Альфа» будет построен в пригороде Мюнхена — в Гархинге, рядом с Институтом физики плазмы Общества Макса Планка, который будет отвечать за научную сторону проекта.

Финансирование распределяется следующим образом: около 20 % обеспечат частные инвесторы через Proxima Fusion, ещё 20 % — потенциально Бавария (при условии федеральной поддержки), остальную часть предполагается получить из федерального бюджета Германии в рамках развития передовых проектов и плана развития термоядерной энергетики (более €2 млрд до 2029 года). Это соглашение считается важным шагом для Европы и Германии в глобальной гонке за коммерческий термояд. Оно создаёт целую экосистему — от фундаментальной науки до промышленного производства — и может превратить Баварию из научного центра в промышленный центр термоядерной отрасли.

 Рендер будущей термоядерной электростанции

Рендер будущей термоядерной электростанции

Успех проекта откроет перспективы экспорта технологий и укрепления энергетической независимости континента в долгосрочной перспективе. Стелларатор «Альфа» должен получить первую плазму к 2031 году. Электростанция Stellaris должна заработать ближе к концу 2030-х годов — в зависимости от успеха работы «Альфы». Добавим, что разработкой проекта термоядерного реактора в Proxima Fusion занимаются физики, ранее создавшие в Германии стелларатор научного класса Wendelstein 7-X (W7-X).

Helion Energy первой среди частников добилась D-T термоядерного синтеза  — она уже строит электростанцию для Microsoft

Компания Helion Energy объявила о важном достижении в приближении доступного и управляемого термоядерного синтеза: её прототип реактора Polaris седьмого поколения впервые среди частных компаний продемонстрировал измеримый термоядерный синтез на смеси дейтерий-тритий (D-T) и достиг температуры плазмы 150 млн °C (13 кэВ). Это произошло в начале 2026 года после получения разрешения на работу с тритием.

 Источник изображения: Helion Energy

Источник изображения: Helion Energy

Реактор Polaris начал работу в конце 2024 года, а в январе 2026-го стал первой частной установкой, использующей D-T-топливо. Достижение подтверждается диагностическими данными и независимой проверкой экспертами, включая представителей Департамента энергетики США (DOE).

Новое достижение значительно превосходит предыдущий рекорд Helion — 100 миллионов °C, установленный на прототипе Trenta (шестое поколение) в июле 2025 года. Температура 150 млн °C считается ключевым порогом для приближения коммерческих термоядерных реакторов синтеза. Важно подчеркнуть, что речь идёт о температуре ионной плазмы, ионизированные атомы которой сливаются для синтеза ядер гелия. Обычно в термоядерных реакторах наибольшей температурой обладает электронная плазма, поскольку электроны легче и быстрее набирают температуру. Однако особенности конструкции реактора Helion Energy таковы, что электронная плазма в нём намного холоднее ионной.

Отметим, что в пресс-релизе Helion по поводу достижения температуры плазмы 150 млн °C однозначно не указано, идёт ли речь именно об ионной плазме, тогда как в прошлогоднем пресс-релизе на этом делался акцент.

Компания Helion использует импульсный подход с обращённой конфигурацией поля (field-reversed configuration, FRC): два плазменных сгустка ускоряются навстречу друг другу, сливаются и сжимаются магнитными полями, что позволяет быстро достигать термоядерных условий. D-T-реакция служит «тестовым» топливом для проверки высоких температур и нейтронного выхода, хотя целевое коммерческое топливо — D-He³ (почти без нейтронов и поэтому условно радиационно безопасное). Конструкция реактора делает его похожим на гантелю, что выделяет устройство среди других разработок.

Более того, предложенный реактор позволяет снимать с него энергию без сложных преобразований и нарушения чистоты рабочей камеры. Плазменный ток внутри реактора «сопротивляется» внешнему магнитному полю и наводит ток во внешних катушках благодаря банальной индукции — такое сегодня реализовано в беспроводных зарядках смартфонов. Это позволяет надеяться на достаточно быстрое коммерческое внедрение электростанций на базе разработок Helion.

В частности, компания уже приступила к строительству объекта по контракту с Microsoft в штате Вашингтон. Там Helion планирует начать поставки электроэнергии от синтеза «позже в этом десятилетии» (цель — около 2028 года). В такое верится с трудом, но дорогу осилит идущий, как бы банально это не звучало.

Китайский стартап сообщил о прорыве в разработке термоядерных реакторов нового поколения

Молодая шанхайская компания Energy Singularity объявила о значительном прорыве в развитии термоядерной энергетики. Токамак HH70 её собственной разработки на высокотемпературных сверхпроводниках (HTS) установил мировой рекорд среди коммерческих термоядерных реакторов, удержав стабильный плазменный ток в реакторе течение непрерывного цикла длительностью 1337 секунд (более 22 минут).

 Источник изображения: Energy Singularity

Источник изображения: Energy Singularity

Установка HH70 введена в строй в июне 2024 года. Её можно считать токамаком нового поколения, поскольку все её магниты опираются на высокотемпературную сверхпроводимость. Проект ИТЭР, например, использует сверхпроводящие магниты, требующие более глубокого охлаждения — низкотемпературную сверхпроводимость. Чем выше температура магнитной системы, тем она дешевле и удобнее в эксплуатации, в чём намерены достичь успеха разработчики Energy Singularity.

С момента запуска HH70 было проведено уже 5755 экспериментов. Что важно, прорыв стал возможен благодаря непрерывной оптимизации системы управления плазмой на базе искусственного интеллекта. ИИ и высокотемпературная сверхпроводимость — вот два ингредиента успеха проекта, утверждают в компании.

Набранный в процессе опытной эксплуатации HH70 материал позволил начать проектирование следующего опытного реактора — HH170. Согласно предыдущим планам, он должен быть введён в эксплуатацию в 2027 году, чтобы уже в 2030 году компания смогла перейти к созданию опытной термоядерной электростанции на высокотемпературных сверхпроводниках. Реактор HH170 должен показать положительный выход энергии с коэффициентом Q=10. Иначе говоря, реактор должен будет вырабатывать в 10 раз больше энергии, чем использовано на разогрев плазмы.

Сегодня в мире реализуется множество проектов термоядерных реакторов новых поколений, в рамках многих из которых разработчики обещают зажечь «искусственное солнце» на Земле в первой половине 30-х годов. И только флагман термоядерных установок — токамак проекта ИТЭР — никуда не спешит. Более того — он откладывает запуск всё дальше и дальше во времени, обещая запустить термоядерные реакции к концу 30-х годов или даже к концу 40-х.

В NASA впервые за 60 лет испытали прототип ядерного ракетного двигателя — пока без топлива

В течение 2025 года в NASA возобновили прерванные свыше 60 лет назад испытания ядерных ракетных двигателей. То, что не «взлетело» тогда, имеет все шансы отправиться в космос в ближайшем будущем. Космические корабли на ядерном топливе смогут летать дальше, быстрее и будут нести более мощное оборудование для связи и научных целей.

 Источник изображения: NASA

Источник изображения: NASA

Испытания проводились в Центре космических полётов NASA имени Маршалла и включали более сотни тестовых прогонов. Они стартовали в июле 2025 года и продолжались до конца сентября и стали первыми испытаниями в отделе разработки лёгких реакторов с 1960-х годов.

«Ядерный двигатель обладает множеством преимуществ, включая скорость и длительный срок работы, которые могут обеспечить выполнение сложных полётов в дальний космос, — сказал Грег Стовер (Greg Stover), исполняющий обязанности заместителя администратора Управления космических технологий NASA в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. — Благодаря сокращению времени полёта и расширению возможностей миссии, эта технология заложит основу для более глубоких исследований нашей Солнечной системы, чем когда-либо прежде. Информация, полученная в ходе серии испытаний на холодную текучесть, помогает понять эксплуатационные характеристики ядерных реакторов и характеристики потока жидкости».

Созданный для NASA компанией BWX Technologies демонстратор ядерного ракетного двигателя размерами 111,76 × 177,8 см стал первым за десятилетия прототипом, который был помещён на испытательный стенд номер 400 в Центре имени Маршалла. На основе прототипа разработчики оценивали воздействие на реактор, его узлы и измерительное оборудование акустических, силовых (давление) и других факторов, которые возникают в настоящих реакторах в процессе переноса потоков охлаждающих и рабочих жидкостей. Очевидно, что без проверки на практике воздействия холодных потоков (без активации топлива) на детали силовой установки дальше лучше не двигаться.

Многомесячные испытания прототипа в холодном режиме принесли необходимые данные, чтобы продолжить разработку. В конечном итоге это будет тепловой ядерный ракетный двигатель, который в процессе ядерного распада топлива будет нагревать рабочее тело — водород или даже обычную воду, превращая его в газ и приводя этим космический корабль в движение. Ожидается, что по силе тяги ядерный тепловой двигатель от трёх до пяти раз превзойдёт современные ракетные двигатели на химическом топливе. На таком можно будет долететь до Марса за один месяц.

Добавим: по контракту с NASA проектированием космического корабля на тепловом ядерном двигателе занимается компания Lockheed Martin. Во всяком случае, это главный подрядчик. Субподрядчиками могут выступать компании Creare, Westinghouse, Aerojet Rocketdyne, IX, Maxar, Boeing и другие. Непосредственно реактор проектирует компания BWX Technologies. Первый демонстратор на ядерном двигателе компания Lockheed Martin обещает запустить в 2027 году, но без традиционных задержек это вряд ли произойдёт.

В Китае придумали, как обмануть Вселенную и занедорого зажечь «искусственное солнце» на Земле

«Бог не играет в кости», — говорил Эйнштейн, критикуя ставшую классической копенгагенскую (вероятностную) интерпретацию современной квантовой механики. Многие не догадываются, но наше Солнце и звёзды горят благодаря законам квантового мира, которые пугали и возмущали Эйнштейна. Сегодня учёные из Китая воспользовались этими законами и придумали, как недорого запустить термоядерную реакцию в земных условиях, не воссоздавая среду внутри звёзд.

 Источник изображения: Jin-Tao Qi

Источник изображения: Jin-Tao Qi

Для достижения самоподдерживающейся термоядерной реакции внутри реактора на Земле необходимо заставить ионизированные атомы топлива (водорода) преодолеть кулоновское отталкивание и слиться, синтезировав атом гелия. Обычно говорят, что в Солнце этому способствует колоссальное давление и достаточно высокая температура на уровне 15 млн °C. На самом деле физических условий внутри звезды недостаточно для самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза (и уж тем более их недостаточно в камерах термоядерных реакторов на Земле).

Ядра водорода преодолевают кулоновский барьер, туннелируя из энергетических ям, а не выскакивая из них. Туннелирование происходит по законам квантовой механики с изрядной долей вероятности таких событий. В масштабе звезды это обеспечивает термоядерную реакцию и непрерывное горение просто потому, что ядер водорода там очень и очень много — там есть чему сливаться даже с учётом вероятностных свойств этого процесса.

Китайские физики зашли с неожиданной стороны — они предложили не пытаться до предела накачивать энергией плазму в реакторе, а повысить вероятность туннельного эффекта для ядер водородного топлива. Если ядра всё равно не выскакивают из своих энергетических ям, то зачем нам тратиться на лишнюю энергию? Так появилась теоретическая работа за авторством трёх китайских учёных: Цзиньтао Ци (Jintao Qi) из Технологического университета Шэньчжэня (Shenzhen Technology University), профессора Чжаоянь Чжоу (Zhaoyan Zhou) из Национального университета оборонных технологий (National University of Defense Technology) и профессора Сюя Вана (Xu Wang) из Высшей школы Китайской академии инженерной физики (Graduate School of China Academy of Engineering Physics).

Работа проведена на основе расчётов поведения двух ядер водородного топлива: дейтерия и трития. В будущем исследователи проанализируют своё предложение с учётом множества ядер и их взаимного влияния. Идея заключается в том, чтобы дополнить классический нагрев топливной плазмы в реакторе неким процессом, который повышал бы вероятность туннелирования ядер топлива сквозь кулоновский барьер без особенных энергетических затрат. Такой «костыль» мог бы помочь снизить общие энергозатраты на запуск термоядерных реакций в реакторах и приблизить появление коммерческих термоядерных электростанций.

Традиционно для накачки плазмы энергией рассматривались высокочастотные лазеры (например, рентгеновские на свободных электронах) — они направляют в плазму частицы с крайне высокой энергией. Новый анализ показал, что низкочастотные лазеры (включая ближний инфракрасный диапазон) оказываются более эффективными для повышения вероятности синтеза при одинаковых или сопоставимых энергетических затратах. Это связано с тем, что низкочастотное поле позволяет ядрам во время сближения многократно поглощать и испускать фотоны — интенсивнее взаимодействовать с электромагнитным полем лазеров накачки, расширяя распределение энергии столкновений и тем самым увеличивая шансы квантового туннелирования через кулоновский барьер.

В качестве численного примера авторы приводят следующие оценки: при энергии столкновения 1 кэВ (килоэлектронвольт) без вспомогательного лазера вероятность реакции дейтерий-тритий крайне мала. Однако при облучении топлива полем низкочастотного лазера с энергией 1,55 эВ и интенсивностью 1020 Вт/см² вероятность синтеза возрастает на три порядка величины — в 1000 раз. Увеличение интенсивности до 5×1021 Вт/см² обеспечивает рост вероятности синтеза на девять порядков величины (в миллиард раз!) по сравнению с обычными условиями. Это невероятная возможность, которая раньше либо не рассматривалась, либо считалась нежизнеспособной.

Хотя работа является пока теоретической, она создаёт общую основу для анализа реакций синтеза с поддержкой лазерных полей на различных частотах и интенсивностях и указывает на возможность смягчения строгих условий по температуре в управляемом синтезе. В будущем авторы планируют расширить теорию на более реалистичные плазменные среды с коллективными эффектами и взаимодействиями лазера с плазмой, что критично для оценки практической реализуемости описанных в лабораторных условиях механизмов.

Власти США помогут стартапу Type One Energy превратить термоядерные амбиции в реальный реактор

Многочисленные анонсы последних лет о разработке перспективных термоядерных реакторов вряд ли можно считать заявкой на их быстрое появление в виде реальных объектов. В то же время практически все стартапы в этой сфере не стесняются обещать управляемый термояд через 5–10 лет. Пока это лишь слова, на них можно даже не обращать внимания. Но когда в игру вступает государство в лице министерств и национальных лабораторий — это меняет если не всё, то многое.

 Источник изображения: ORNL

Источник изображения: ORNL

Сегодня стало известно, что Министерство энергетики США (DOE) и Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL), а также Университет Теннесси (University of Tennessee) подставили плечо стартапу Type One Energy для помощи в разработке перспективных термоядерных реакторов. Ранее стартап Type One Energy уже присмотрела для себя государственная энергетическая компания США регионального масштаба — Tennessee Valley Authority (TVA). Компания Google также инвестировала в Type One Energy, рассчитывая в будущем получить с её помощью неограниченную и чистую энергию для дата-центров компании. Подключение к проекту DOE и ORNL переводит молодых разработчиков на новый уровень игры и фигурально, и буквально.

Совместным проектом перечисленных выше участников станет создание на базе площадки комплекса Bull Run Energy Tennessee Valley Authority установки по имитации запредельных тепловых потоков, свойственных плазме в термоядерных реакторах. Установка будет использовать электронно-лучевую технологию для создания теплового потока свыше 10 МВт/м², что сравнимо с нагрузками внутри реального реактора. Это даст учёным и инженерам возможность более точно оценивать пределы прочности и долговечности материалов, которые планируется применять в составе будущих реакторов.

Установка будет закончена в 2027 году. Обратим внимание, что сегодня у всех, кто обещает скорое появление коммерческих термоядерных реакторов, даже нет материалов для их изготовления, которые были бы проверены высокотемпературными режимами. Это серьёзная проблема, поскольку загрязнение плазмы внутри рабочей камеры реактора посторонними примесями с её стенок или от других внутренних компонентов не позволит обеспечить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию синтеза.

Когда за решение подобных вопросов берутся власти, проекты приобретают более чёткие контуры. Установка в Теннесси позволит проводить испытания материалов как для научных коллективов, так и для частных компаний. Это будет самая мощная подобная установка в мире — с самым сильным тепловым потоком. Кстати, её охлаждение будет уникальным и первым в своём роде — газообразным гелием под высочайшим давлением. Подобное охлаждение предусматривает ряд перспективных проектов термоядерных реакторов, что послужит ещё одной проверкой перспективной технологии практикой.

 Рендер стелларатор Proxima Fusion (пример стеллатора). Источник изображения: Proxima Fusion

Пример стелларатора — визуализация решения Proxima Fusion. Источник изображения: Proxima Fusion

Что касается непосредственно термоядерного реактора компании Type One Energy, вторая и почти коммерческая версия которого будет построена на той же площадке в Теннесси (проект Infinity Two), то это так называемый стелларатор — более компактная, но более сложная для удержания плазмы версия токамака. Но это уже другая история.

Искусственное Солнце на Земле первым зажжёт Китай — не позже 2030 года, пообещали учёные

На профильной конференции Fusion Energy Technology and Industry Conference 2026 в Хэфэе китайские учёные пообещали первыми в мире добиться самоподдерживающейся термоядерной реакции в реакторе типа токамак. Этим реактором станет установка Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak (BEST), первую плазму на которой планируется получить в 2027 году. К 2030 году BEST должен показать либо нулевой, либо положительный выход энергии, чего ещё не было достигнуто на Земле.

 Источник изображения: Xinhua/Zhou Mu

Источник изображения: Xinhua/Zhou Mu

Проект BEST обещает стать ключевым этапом в национальной программе Китая по ядерному синтезу, направленной на переход от фундаментальных исследований к инженерному освоению термоядерной энергии. Токамак BEST на сверхпроводящих магнитах строится в Хэфэе (провинция Аньхой), и его главная цель — демонстрация «горящей» плазмы на дейтерий-тритиевом топливе, в которой термоядерные реакции сами поддерживают поступление существенной части энергии, а не только питаются энергией из сети. Установка станет демонстратором нулевого или даже положительного энергетического баланса, возможно, с выработкой электроэнергии, что станет важнейшей вехой на пути к коммерческому освоению энергетики термоядерного синтеза.

В 2025 году была завершена установка крупнейшего вакуумного компонента токамака BEST — основания дьюара, которое обеспечивает теплоизоляцию и поддержку сверхпроводящих магнитов, требующих температуры около −269 °C. Эта конструкция весит более 400 тонн и станет фундаментом для монтажа остальных элементов реактора, которые будут собираться до планового запуска к концу 2027 года.

Токамак BEST рассматривается как промежуточное звено между существующими экспериментальными устройствами, такими как Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), и следующими крупными реакторами. Токамак EAST уже продемонстрировал возможность длительного удержания и высокой температуры, а также плотности плазмы, а BEST должен выйти на новый уровень, близкий к коммерческим условиям эксплуатации. По сути, BEST станет мостиком к проекту следующего уровня — CFETR, который должен быть реализован к 2035 году.

Установка China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) ещё сильнее приблизится к коммерческим проектам термоядерных реакторов. Проект CFETR ориентирован на демонстрацию устойчивого выхода энергии и последующую разработку материалов и технологий, способных обеспечить значительную энергоотдачу термоядерной установки для энергосистемы страны. По некоторым предварительным оценкам, номинальная электрическая мощность CFETR составит 1 МВт с пиковой выработкой до 2 МВт.

В то же время не следует рассчитывать, что токамаки BEST и даже CFETR смогут работать подобно электростанциям. Даже более продвинутый CFETR придётся останавливать каждые 20 минут для очистки от продуктов взаимодействия плазмы со стенками реактора, иначе стабильное удержание плазмы будет невозможно. Путь к коммерческим термоядерным реакторам остаётся долгим. Поэтому забавно читать о скором достижении коммерчески значимых результатов в этой области, о чём в последние годы не устают говорить инвесторам владельцы гиперскейлов, — но это уже совсем другая история.

Прототип израильского компактного термоядерного реактора получил первую плазму

«Искусственное солнце» в масштабе морского контейнера — прототип израильского компактного термоядерного реактора — получил первую плазму. Разработкой реактора занимается компания nT-Tao. От начала сборки установки до выработки плазмы прошло менее трёх месяцев, что говорит о чётком плане развития и соблюдении графика. Реакторы nT-Tao будут ограничены мощностью 20 кВт, но смогут поставлять энергию в отдалённых районах по смехотворной цене.

 Водородная плазма в прозрачном окне интерферометра прототипа реактора. Источник изображений: nT-Tao

Водородная плазма в прозрачном окне интерферометра прототипа реактора. Источник изображений: nT-Tao

Прототип реактора в версии C3 основан на уникальной топологии магнитного удержания плазмы и системе импульсной подачи энергии. Он является эволюцией предыдущей модели C2-A, которая уже достигла высокой температуры плазмы порядка миллиона градусов Цельсия с высоким уровнем плотности. Новый прототип включает усовершенствованные магниты, системы диагностики и систему питания, что позволяет рассчитывать на более высокие температуры и улучшенное удержание плазмы по сравнению с предыдущей версией.

При разработке реактора компания применяет поэтапное проектирование: моделирование, изготовление, испытания и внесение изменений, после чего цикл повторяется с всё более лучшим выходом. Такой подход позволяет ускорять разработку и сборку новых прототипов, получая практические данные для проверки моделей на практике и оптимизации будущих проектов. Собранные с C3 данные будут использованы для подтверждения симуляций и планирования следующих этапов исследований.

Конечная цель nT-Tao заключается в создании коммерчески жизнеспособного компактного реактора, потенциально способного выдавать мощности в диапазоне 10–20 МВт в масштабе стандартного морского контейнера и предназначенного для установки на промышленных объектах, в малых городах или в составе автономных сетей.

Успех прототипа C3 — это шаг на пути к таким системам и к демонстрации масштабируемости технологии, хотя до практического использования предстоит ещё сделать немало. Но это не мешает инвесторам верить в успех, например, в nT-Tao инвестировала Honda, ожидая от неё передвижных зарядных станций для электромобилей. Цена киловатт-часа электроэнергии от реактора обещает составить от 6 до 13 американских центов — трудно удержаться, чтобы не поддержать такое рублём.

США вслед за Россией и Китаем пообещали построить атомную электростанцию на Луне

NASA и Министерство энергетики США подтвердили совместные планы создать на Луне атомную электростанцию для обслуживания баз постоянного присутствия на спутнике. Технико-экономическое обоснование проекта уже готово, осталось подготовить конструкторскую документацию, что ожидается к 2030 году. Сроки реализации проекта на Луне остаются неизвестными, но могут совпасть с российско-китайскими — это вторая половина 30-х годов.

 Источник изображения: NASA

Источник изображения: NASA

Отметим, во всех случаях речь идёт о ядерных реакциях деления, хорошо известных и давно используемых в реакторах АЭС. Подобный источник энергии позволит обеспечить стабильное электроснабжение лунных баз и научного оборудования, что является критически важным для долгосрочного пребывания людей на спутнике, а также для роботизированных лунных миссий. Реактор должен работать независимо от солнечного света и лунной ночи, продолжительность которой достигает примерно 14 земных суток.

Проект получил название Fission Surface Power. Начало его реализации станет возможным после разработки полного пакета документации, а также, возможно, после испытаний прототипов в наземных условиях. В рамках программы предполагается создание полностью автономного реактора мощностью около 40 кВт, способного функционировать в течение многих лет без перезагрузки топлива и обслуживания.

Главной технической сложностью проекта является отсутствие на Луне атмосферы, что не позволит использовать для охлаждения реактора традиционные решения в виде водяного контура. Собственно, воды в достаточном количестве там тоже нет и не предвидится. Кроме того, реактор должен быть устойчив к экстремальным температурным перепадам, интенсивной радиации и крайне прилипчивой лунной пыли. Степень автономности и отказоустойчивости также должна быть чрезвычайно высокой, поскольку ремонт или вмешательство человека в работу систем на Луне будут крайне затруднены.

NASA рассматривает данный проект как стратегический шаг к долгосрочному присутствию человека на Луне и последующему освоению Марса. Надёжный источник энергии откроет возможности для строительства лунной инфраструктуры, добычи ресурсов, проведения научных исследований и создания новых типов оборудования. Также реакторы на Луне могут рассматриваться как инструмент для захвата территорий. Работа АЭС предусматривает наличие контура безопасности, пересекать который никто не имеет права. В случае баланса сил противников достаточно будет «понатыкать» на Луне побольше своих реакторов, чтобы геополитические конкуренты не могли претендовать на эти территории.

Китайский термоядерный реактор EAST преодолел предел Гринвальда — на шаг ближе к почти безграничной чистой энергии

Китайский термоядерный реактор EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), получивший прозвище «искусственное солнце», успешно поддерживал стабильность плазмы при экстремальных плотностях. Сообщается о преодолении важного рубежа в термоядерном синтезе, называемого пределом Гринвальда, после которого плазма обычно становится нестабильной. Этот прорыв потенциально приближает человечество к обладанию почти безграничной чистой энергией.

 Источник изображения: China News Service

Источник изображения: China News Service

Согласно заявлению Китайской академии наук, экспериментальный сверхпроводящий токамак EAST поддерживал стабильность плазмы — высокоэнергетического четвёртого состояния материи — при экстремальных плотностях, что ранее считалось серьёзным препятствием на пути развития термоядерного синтеза. «Полученные результаты указывают на практичный и масштабируемый путь расширения пределов плотности в токамаках и термоядерных установках следующего поколения», — заявил профессор Китайского университета науки и технологий Пин Чжу (Ping Zhu).

Ядерный синтез открывает потенциал для практически безграничного производства чистой энергии. Однако технология ядерного синтеза разрабатывается уже более 70 лет и до сих пор остаётся уделом экспериментаторов, поскольку существующие реакторы, как правило, потребляют больше энергии, чем могут произвести.

Китайский реактор EAST — это магнитно-удерживающий реактор, или токамак, предназначенный для поддержания стабильности плазмы в течение длительных периодов времени. Реакторы-токамаки пока не достигли самоподдерживающегося процесса синтеза, но реактор EAST заметно увеличил длительность этого процесса.

Одной из проблем для исследователей термоядерного синтеза является предел плотности, называемый пределом Гринвальда, после которого плазма обычно становится нестабильной. Проблема в том, что, хотя более высокая плотность плазмы позволяет большему количеству атомов сталкиваться друг с другом, снижая энергетические затраты на зажигание, нестабильность прерывает реакцию термоядерного синтеза.

Чтобы преодолеть предел Гринвальда, китайские учёные тщательно контролировали взаимодействие плазмы со стенками реактора, управляя двумя ключевыми параметрами при запуске реактора: начальным давлением топливного газа и нагревом за счёт электронно-циклотронного резонанса, или частотой, с которой электроны в плазме поглощали микроволны. Это позволило поддерживать стабильность плазмы при экстремальных плотностях, в 1,3–1,65 раза превышающих предел Гринвальда — намного выше обычного рабочего диапазона токамака от 0,8 до 1.

Это не первый случай преодоления предела Гринвальда. Например, в 2022 году этого добились исследователи на токамаке DIII-D Национального термоядерного реактора Министерства энергетики США в Сан-Диего, а в 2024 году учёные из Университета Висконсина в Мэдисоне объявили, что им удалось на экспериментальном устройстве поддерживать стабильную плазму токамака на уровне, примерно в 10 раз превышающем предел Гринвальда.

Однако прорыв на установке EAST позволил исследователям впервые нагреть плазму до ранее недостижимого состояния, называемого «режимом без плотности» (density-free regime), при котором плазма оставалась стабильной по мере увеличения плотности. Исследование основано на теории самоорганизации плазмы и стенок (Plasma-Wall Self Organization, PWSO), которая предполагает, что «режим без плотности» возможен при тщательно сбалансированном взаимодействии между плазмой и стенками реактора.

Достигнутый прогресс послужит основой для разработки новых реакторов. Десятки стран участвуют в программе Международного экспериментального термоядерного реактора (International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) по созданию крупнейшего в мире токамака во Франции. Ожидается, что ITER позволит запустить полномасштабные термоядерные реакции в 2039 году.

Неуёмный аппетит ИИ предложили утолить списанными атомными реакторами авианосцев и подлодок ВМС США

Техасская компания HGP Intelligence Energy направила запрос в Министерство энергетики США, предложив перепрофилировать два списанных реактора ВМС страны для обеспечения энергией центров обработки данных на базе искусственного интеллекта в Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннеси. Этот проект может быть реализован в рамках инициативы президента США Дональда Трампа (Donald Trump) Genesis Mission.

 Источник изображения: Clint Davis/Public Domain

Источник изображения: Clint Davis/Public Domain

HGP Intelligence Energy планирует задействовать два старых реактора для выработки от 450 до 520 мегаватт энергии. В настоящее время ВМС США используют реакторы Westinghouse A4W для энергоснабжения атомных авианосцев класса «Нимиц» и реакторы General Electric S8G для атомных подводных лодок класса «Лос-Анджелес». Авианосец USS Nimitz, принятый на вооружение в 1975 году, уже находится в своём последнем походе перед списанием. Кроме того, из эксплуатации уже выведено около трети от общего количества подводных лодок класса «Лос-Анджелес», которые начали использоваться в 1976 году.

По данным Всемирной ядерной организации, за более чем 50 лет эксплуатации ВМС США использовали свыше 100 ядерных реакторов без единой аварии, связанной с радиационным заражением. Это доказывает высокую надёжность реакторов. В случае одобрения предложения HGP Intelligence Energy проект компании станет первым случаем перепрофилирования военного реактора для гражданского использования. Ожидается, что реализация проекта обойдётся в сумму от $1 млн до $4 млн за мегаватт энергии. Хотя конечная сумма может оказаться высокой, она будет значительно ниже объёма затрат, необходимых для строительства совершенно новой атомной электростанции или достаточного количества модульных реакторов. Проект также может подарить вторую жизнь списанным реакторам, которые в противном случае были бы попросту утилизированы на одном из объектов Министерства энергетики США.

Компания намерена обратиться в Министерство энергетики для получения кредитных гарантий. Общая стоимость проекта оценивается в сумму от $1,8 млрд до $2,1 млрд. В эту сумму входит подготовка инфраструктуры, необходимой для повторного запуска реакторов и их переоборудования для работы в ЦОД. После начала эксплуатации HGP Intelligence Energy планирует реализовать программу распределения доходов с правительством, а также сформировать фонд для вывода из эксплуатации. Последнее особенно важно, поскольку работа с выведенными из эксплуатации реакторами обходится чрезвычайно дорого. Демонтаж первого атомного авианосца США обошёлся более чем в десять раз дороже, чем утилизация последнего обычного авианосца.

ИИ высосал энергию: Южная Корея ускорит создание термоядерной электростанции на 20 лет

Правительство Южной Кореи объявило, что приложит максимум усилий для начала испытаний по выработке электрической энергии на основе термоядерных реакций как можно раньше. Согласно предыдущим планам, это должно было произойти в начале 2050-х годов. Теперь всё должно случиться на 20 лет раньше — в начале 2030-х годов. Ускорение потребовал бурный рост приложений искусственного интеллекта, который уже выбрал все энергетические резервы.

 Источник изображения: KSTAR

Источник изображения: KSTAR

Термоядерный синтез как источник практически бесконечной и чистой энергии нужен не только корейцам. Все ведущие страны мира заинтересованы в освоении управляемого термоядерного синтеза. Он несёт с собой значительно меньше радиоактивных отходов и использует широко распространённое топливо в виде изотопов водорода, которого во Вселенной подавляющее большинство среди всех химических элементов. Другое дело, что учёные в Южной Корее находятся на острие прогресса в разработке термоядерных реакторов типа токамак (как и в проекте ИТЭР).

Пожалуй, корейский экспериментальный реактор KSTAR дальше других продвинулся по времени удержания ионной плазмы с нагревом до 100 млн °C. Китайские учёные время от времени сообщают о рекордах нагрева плазмы до 150 млн °C, но речь идёт об электронной плазме, нагреть которую легче, чем ионную. Реактор KSTAR проходит периодическую модернизацию и устремлён к запуску самоподдерживающейся термоядерной реакции. Планировалось, что это произойдёт к концу 2030-х годов или позже, чтобы начать первые эксперименты по генерации электричества от термоядерного реактора к началу 2050-х годов.

Теперь власти Южной Кореи, с оглядкой на нарастающий дефицит доступной энергии, приняли план ускорить запуск демонстрационной термоядерной электростанции (реактора) — проекта K-DEMO (Korean Demonstration Fusion Power Plant). Просто очень нужно: ждать ещё 20 лет — смерти подобно. Корея намерена оставаться среди лидеров технологического развития, что без доступной энергии дальше невозможно. Новый план разработан и утверждён. Остаётся проследить, как он будет исполнен.

Ядерные мини-реакторы для питания ЦОД получат распространение через шесть или семь лет, по мнению главы Nvidia Дженсена Хуанга

Многие эксперты предупреждают, что в отдельных регионах планеты бурное развитие инфраструктуры искусственного интеллекта не подкрепляется пропорциональным увеличением генерации электроэнергии. Основатель Nvidia Дженсен Хуанг (Jensen Huang) убеждён, что через шесть или семь лет крупные компании начнут использовать ядерные мини-реакторы для питания своих ЦОД.

 Источник изображения: Nvidia

Источник изображения: Nvidia

Этим мнением генеральный директор Nvidia поделился в подкасте Джо Рогана (Joe Rogan). Он подчеркнул, что ограниченность источников электроэнергии сейчас является узким местом в вопросе масштабирования центров обработки данных. Мини-реакторы на ядерном топливе способны решить эту проблему, и они начнут получать распространение через шесть или семь лет, по мнению Хуанга.

Международное энергетическое агентство (IEA) оценивает текущую потребность человечества в электроэнергии в 415 ТВт·ч, а к 2030 году оно более чем удвоится до 945 ТВт·ч. Аналитики Goldman Sachs тоже настроены подобным образом, предрекая рост потребности в электроэнергии для ЦОД на 50 % к 2027 году и на 165 % к концу десятилетия. Больше всего ЦОД при этом будет сосредоточено в США и Китае. Дальнейшее масштабирование вычислительных мощностей потребует и серьёзной модернизации энергетической инфраструктуры США.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Resident Evil Requiem — два шага вперёд, три назад. Рецензия 33 мин.
Nintendo подала в суд на правительство США и потребовала возместить ущерб от пошлин Трампа — «с процентами» 2 ч.
Российские компании начали замораживать рекламу в Telegram после заявления ФАС 3 ч.
Брутфорс уходит в прошлое: Cloudflare назвала ИИ и дипфейки главной проблемой года 3 ч.
Спецслужбы США и Европола накрыли LeakBase — один из крупнейших хакерских форумов в мире с 142 000 участников 4 ч.
Вышла новая демоверсия Fallout: The New West — фанатского ремейка отменённой Fallout 3 на движке Fallout: New Vegas 6 ч.
Google назвала лучшие ИИ-модели для создания Android-приложений — лидером оказалась Gemini 7 ч.
Гендиректор Microsoft назвал Intel и Apple важными составляющими успеха рэдмондского гиганта 7 ч.
ИИ-бот Claude прирастает миллионом пользователей каждый день после скандального разрыва Anthropic с Пентагоном 7 ч.
Патч для RoboCop: Rogue City случайно удалил игру из Steam и заменил её на другую — неанонсированную Hunter: The Reckoning 7 ч.