Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В Китае придумали, как обмануть Вселенную и занедорого зажечь «искусственное солнце» на Земле
23.01.2026 [19:01],
Геннадий Детинич
«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 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
21.01.2026 [19:16],
Геннадий Детинич
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 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. 
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
17.01.2026 [19:31],
Геннадий Детинич
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 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
16.01.2026 [18:49],
Геннадий Детинич
«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 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. Китайский термоядерный реактор EAST преодолел предел Гринвальда — на шаг ближе к почти безграничной чистой энергии
12.01.2026 [18:16],
Сергей Сурабекянц
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 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. ИИ высосал энергию: Южная Корея ускорит создание термоядерной электростанции на 20 лет
20.12.2025 [11:51],
Геннадий Детинич
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 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. Россия доставила во Францию ключевое оборудование для международного термоядерного реактора ИТЭР
26.11.2025 [17:38],
Геннадий Детинич
На днях на стройплощадку Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) на юге Франции прибыл первый из четырёх российских испытательных стендов. Эти стенды являются ключевыми для проекта, поскольку будут проверять «окна в плазму» — специальные порты в рабочей камере реактора с измерительным оборудованием. Таких портов будет 24, каждый из которых проверят вакуумом, нагревом, радиацией и ЭМ-излучением. 
Источник изображений: «Росатом» Проект ИТЭР — первый в своём роде, и его бублик-реактор будет «утыкан» приборами, как ёжик иголками. Этим, в частности, объясняется дороговизна реактора. Штатные термоядерные электростанции будут намного проще по конструкции и содержанию диагностических приборов. Рабочая камера реактора ИТЭР будет содержать 9 нижних, 6 средних и 9 верхних диагностических порт-плагов. Каждый порт-плаг — это стальная коробка массой от 20 до 45 тонн. Он будет намертво встроен в реактор со сроком службы свыше 20 лет. Внутри порт-плагов будет размещаться диагностическое оборудование для контроля физических состояний в камере. Доступ к оборудованию должен осуществляться без разгерметизации камеры. При этом порт-плаги должны выдерживать запредельные температуры, радиацию, электромагнитные поля и давление. Российские компании, кроме диагностических стендов, изготавливают также ряд порт-плагов — преимущественно верхних и средних.  «Этот испытательный стенд — одна из самых сложных и наукоемких систем в сфере нашей ответственности по проекту. Для его разработки и изготовления нашим ключевым поставщикам пришлось создать и внедрить передовые инновационные решения. России поручено изготовление всех четырех установок, и это — результат нашего опыта и технологического лидерства», — сказал директор «Проектного центра ИТЭР» Анатолий Красильников. Следующий этап — это проведение испытаний, в ходе которых внутри стендов будут воспроизведены условия, максимально приближённые к реальным. Затем изготовленные порт-плаги будут помещаться внутрь стендов для комплексных вакуумных, тепловых и функциональных испытаний. На церемонии по случаю доставки первого стенда во Францию руководитель проекта по сооружению ИТЭР Серджио Орланди сказал: «Как руководитель проекта по сооружению установки, я очень рад, что эта поставка первого стенда для испытаний порт-плагов от российского Агентства ИТЭР состоялась. Этот комплекс — яркий пример высокого уровня промышленных возможностей Российской Федерации, обеспечившей завершение проекта в срок, с требуемым качеством и в рамках бюджета».  Кроме того, Россия уже поставила для ИТЭР ряд сверхпроводящих магнитов и элементов рабочей камеры, а также модули подключения силовых цепей и другие комплектующие. Американский стартап стал ближе к запуску «бюджетных» термоядерных реакторов, заинтересовавших даже Билла Гейтса
18.11.2025 [19:35],
Геннадий Детинич
На тематической конференции в Калифорнии стартап Zap Energy из Сиэтла представил данные о последнем эксперименте на своей термоядерной установке Fuze-3. В процессе запуска в камере реактора было достигнуто рекордно высокое давление облака плазмы для данного типа термоядерных реакций (Z-Pinch). До этого рекордные показатели достигались на единственной в своём роде установке Z Machine в Сандийских национальных лабораториях США, где было не до коммерции. 
Источник изображения: Zap Energy По масштабу строительства проекта ИТЭР (токамак) или лазерному комплексу NIF в США размером со стадион нетрудно понять, что термоядерные реакторы — это очень и очень дорогое мероприятие. Подход Z-Pinch заключается в электромагнитном обжатии мишени-топлива, что позволяет обойтись без сверхпроводящих магнитов или множества мощнейших лазеров. Мощный источник пропускает ток через плазму, представляющую собой заряжённые частицы, и возбуждает в ней электромагнитное поле. Поле вызывает резкий рост температуры плазмы и давления, что заставляет частицы плазмы преодолевать кулоновское сопротивление и сливаться, синтезируя более тяжёлые ядра с выделением свободной энергии. Согласно утверждению Zap Energy, на установке Fuze-3 удалось достичь рекордных для технологии параметров плазмы: давление превысило 1,6 ГПа (16 000 атмосфер), а температура — 11,7 млн °C. Эти показатели стали абсолютным рекордом для подхода Z-пинч со стабилизацией сдвига потока (sheared-flow stabilized Z-pinch), при этом были значительно превышены результаты работы предыдущей установки Fuze-2. Как поясняют разработчики, достижение стало возможным благодаря переходу на трёхэлектродную схему и использованию двух независимых источников питания, что позволило лучше стабилизировать плазму и повысить вклад тока в формирование заданных условий в рабочей камере. Традиционно ток через плазму в установках типа Z-Pinch пропускают через два электрода. В Zap Energy создали рабочую камеру с тремя электродами, чем улучшили контроль над плазмой и сделали шаг вперёд в развитии этой технологии. Но почивать на лаврах рано — для получения термоядерной реакции с положительным выходом энергии давление плазмы в камере нужно поднять минимум в десять раз, что, очевидно, дело совсем не завтрашнего дня. Тем не менее молодая компания смогла заинтересовать инвесторов, включая один из фондов Билла Гейтса (Bill Gates). Это не так уж удивительно, если вспомнить, что Zap Energy создана выходцами из Университета Вашингтона (University of Washington) и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory). Nvidia поможет зажечь искусственное Солнце на Земле — прожорливость ИИ ни при чём
29.10.2025 [20:53],
Геннадий Детинич
Nvidia в союзе с General Atomics, Калифорнийским университетом в Сан-Диего, Аргоннской национальной лабораторией и Национальным энергетическим исследовательским научным центром (NERSC) разработала высокоточный цифровой двойник термоядерного реактора для исследований в сфере управляемой термоядерной энергетики с использованием искусственного интеллекта. Виртуальный двойник приблизит момент создания настоящего реактора, сократив затраты и время. 
Источник изображения: Nvidia Несмотря на десятилетия усилий учёных множества стран, практичный термоядерный реактор — или искусственное Солнце на Земле — остаётся далёкой мечтой. В земных условиях невозможно создать то давление, которое испытывают атомы водорода внутри звезды, чтобы слиться и синтезировать атом гелия. Поэтому приходится увеличивать нагрев плазмы — ионизированных ядер водорода — чтобы повысить шансы на слияние, преодолев кулоновское отталкивание между ядрами. Температура плазмы в термоядерных реакторах должна приближаться к 150 млн ℃ и даже превышать её — то есть быть в 10 раз выше, чем в ядре Солнца. В таких условиях плазма крайне нестабильна, и её удержание становится первоочерёдной задачей, которую и будет решать ИИ на цифровом двойнике реактора. Цифровой двойник будет создан на платформе Nvidia Omniverse с использованием CUDA-X. Платформа позволит моделировать поведение плазмы в реальном времени, сокращая длительность симуляций с недель до секунд. Для этого также на суперкомпьютерах Polaris (в ALCF) и Perlmutter (в NERSC) были натренированы три суррогатных ИИ — упрощённые модели, имитирующие поведение плазмы в заданных условиях. Они обеспечат предсказание поведения плазмы для более точного управления реактором в режиме реального времени. Во-первых, это позволит избежать ошибок, способных повредить реактор. Во-вторых, такие предсказания помогут исключить ошибочные и тупиковые решения, сокращая длительность исследовательских циклов. Созданный в партнёрстве Nvidia и научных коллективов цифровой двойник термоядерного реактора DIII-D получает данные с сенсоров реального реактора, которые затем используются для симуляций с привлечением набора моделей и суррогатных ИИ: EFIT — для оценки равновесия плазмы, CAKE — для определения её границ, ION ORB — для расчёта плотности теплового потока от ионов. Все данные объединяются в единую интерактивную среду на базе Nvidia RTX PRO и DGX Spark. Платформа Omniverse обеспечивает динамическое взаимодействие, а CUDA-X — ускорение вычислений. Система синхронизируется с физическим реактором, позволяя 700 учёным из 100 организаций проводить смелые эксперименты в виртуальной среде — без риска последствий. На выходе проекта получается нечто вроде «термоядерного ускорителя», сочетающего физику, вычисления и алгоритмы для исследований в реальном времени, предсказаний и оптимизации дизайна реакторов. General Atomics завершила создание 1000-тонного магнита для термоядерного реактора ИТЭР
30.08.2025 [16:01],
Геннадий Детинич
Компания General Atomics завершила создание центрального соленоида — самого большого и мощного импульсного сверхпроводящего магнита в мире, предназначенного для международного термоядерного реактора ИТЭР во Франции. Работы заняли 15 лет и формально завершились 28 августа 2025 года. 
Источник изображения: General Atomics Центральный соленоид высотой около 18 метров и весом более 1000 тонн состоит из шести модулей, каждый из которых весит 122 т. На изготовление одного модуля уходило целых два года. В General Atomics рассчитывают, что созданные в компании технологии и техпроцессы, а также отлаженная цепочка поставок помогут в будущем организовать массовое производство этих элементов для коммерческих термоядерных электростанций. Вскоре эта последняя секция магнита будет отправлена во Францию, где со временем будет собрана в конструкцию высотой более 18 м и шириной 4,25 м. Центральный соленоид является сердцем реакторов типа токамак, которые стали основой реактора ИТЭР. Он отвечает за те высочайшие токи и их стабильность, которые разогревают плазму в рабочей камере реактора. Также центральный соленоид своим магнитным полем отчасти формирует и удерживает плазменный жгут в рабочей камере, в чём также принимают участие две другие системы сверхпроводящих магнитов — полоидального и тороидального магнитных полей. Как планируется, термоядерный реактор ИТЭР при полной загрузке будет вырабатывать 500 МВт энергии термоядерного синтеза, потребляя при этом лишь 50 МВт входной тепловой энергии. Произойдёт это примерно через 15 лет. В прошлом году сроки ввода реактора в начальную эксплуатацию снова были передвинуты, теперь — на 2039 год. Канадские учёные совершили прорыв на пути к холодному термоядерному синтезу
30.08.2025 [12:52],
Геннадий Детинич
Сенсацией 1989 года стало сообщение о достижении термоядерного синтеза при комнатной температуре и обычном давлении. Два исследователя из США якобы добились положительного выхода энергии в процессе электрохимической реакции в тяжёлой воде в присутствии катализатора. Этот эксперимент никто не смог повторить, и открытие было признано несостоявшимся. Но оно небезнадёжно, утверждают учёные из Канады, которые добились прогресса в холодном термояде. 
Источник изображения: UCB Как считали экспериментаторы в 80-х, палладий способен абсорбировать изотопы водорода (дейтерия) и тем самым повышать их концентрацию в кристаллической решётке. Такие условия без повышения температуры и давления увеличивали вероятность слияния атомов водорода (дейтерия) для реакции синтеза гелия с выделением тепла и испусканием нейтронов. По факту ничего подобного не происходило, а результаты экспериментов объяснили небрежностью в измерениях и неверной методологией. Исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) модифицировали установку и направили все усилия на повышение концентрации дейтерия в мишени из палладия. По их словам, они добились 15-процентного повышения концентрации дейтерия в кристаллической решётке палладия при внешнем напряжении всего 1 В. В противном случае для этого пришлось бы создать давление 800 атмосфер. Этот прорыв даёт возможность перенести эксперименты с материалами для холодного термоядерного синтеза на лабораторный стол, а не проводить их только на специализированных дорогостоящих установках. «Мы надеемся, что эта работа поможет перенести науку о термоядерном синтезе из гигантских национальных лабораторий на лабораторный стол, — поясняют учёные. — Наш подход объединяет ядерный синтез, материаловедение и электрохимию для создания платформы, на которой можно систематически настраивать как методы загрузки топлива, так и материалы мишеней. Мы рассматриваем это как отправную точку, которая приглашает сообщество к повторению, совершенствованию и развитию в духе открытого и тщательного исследования». Добавим, учёные из Канады безнадёжно отстали от европейских учёных, которые освоили холодный термоядерный синтез и готовы делать на нём бизнес. Но это другая история. В США начали строить первую в мире термоядерную электростанцию — она будет питать ИИ Microsoft
01.08.2025 [14:40],
Геннадий Детинич
Американский стартап Helion Energy приступил к строительным работам, которые примерно через пять лет приведут к созданию первой в США термоядерной электростанции. Почти вся электроэнергия с этой площадки уже выкуплена Microsoft для питания дата-центров компании в штате Вашингтон. Разработчик ещё не завершил этап испытаний реактора и не до конца оформил лицензию на эксплуатацию объекта, но в целом проект получил поддержку и начал воплощаться в жизнь. 
Источник изображений: Helion Energy Для строительства электростанции были подписаны документы на аренду участка земли в городе Малага, расположенном в округе Челан, штат Вашингтон. «Сегодня важный день не только для Helion, но и для всей термоядерной отрасли, ведь мы открываем новую эру энергетической независимости и промышленного обновления», — сказал Дэвид Киртли (David Kirtley), соучредитель и генеральный директор Helion. Начинания компании поддержаны рядом крупных инвесторов, включая Сэма Альтмана (Sam Altman) из OpenAI и венчурное подразделение компании SoftBank. Термоядерный реактор Helion отличается от привычных токамаков. Своей конструкцией с двумя рабочими камерами он похож на гантели. Интересно также предложение снимать вырабатываемую реактором энергию. Это будет происходить своего рода беспроводным способом — методом электромагнитной индукции, что похоже на беспроводную зарядку смартфонов. Движущаяся в камерах плазма будет взаимодействовать своим электромагнитным полем с внешними катушками, индуцируя в них электрический ток. Не будет никаких других точек съёма энергии термоядерной реакции, что обещает более стабильные процессы в рабочих камерах. Основные усилия, кстати, будут направлены на синтез реактором гелия-3 как топлива для термоядерных электростанций. Выработка электричества станет приятным дополнением в этой установке.  Компания Helion завершила испытания очередного прототипа своего реактора в октябре 2024 года. Она смогла развить в нём температуру плазмы на уровне 100 млн ℃ — это тот необходимый минимум, после которого следует самоподдерживающаяся термоядерная реакция. Разработчик уверен, что к моменту ввода электростанции в эксплуатацию в 2028 году у него будут все необходимые разрешения от национального регулятора и работающий как часы реактор. Золото как побочный продукт: термоядерные реакторы смогут превращать обычную ртуть в драгметалл
29.07.2025 [13:53],
Геннадий Детинич
Исследователи компании Marathon Fusion разрабатывают технологии трансмутации неблагородных металлов в благородные для синтеза золота, платины, серебра и других веществ в рабочих камерах термоядерных реакторов. Синтез благородных металлов и изотопов медицинского назначения будет результатом побочных реакций, тогда как главной задачей реакторов останется выработка бесконечной и чистой энергии. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews По мере развития химии и физики учёные пришли к выводу, что мечта алхимиков о превращении неблагородных металлов в золото осуществима, но требует столь колоссальных затрат энергии, что оказывается экономически нецелесообразной. Свинец можно превратить в золото, например, на Большом адронном коллайдере, но лишь на краткий миг и в ничтожно малых объёмах. Казалось бы, вопрос закрыт, однако новое решение давней задачи может быть найдено в условиях работы термоядерных реакторов. Созданный в 2023 году стартап Marathon Fusion, одним из основателей которого стал бывший инженер компании SpaceX Адам Рутковски (Adam Rutkowski), поставил перед собой цель разработать реакции внутри термоядерных реакторов типа токамак для синтеза требуемых веществ. В основу разработок легла известная реакция производства трития в реакторе, который сам является компонентом топлива для термоядерных реакций. Для производства тритиевого топлива внутреннюю поверхность реакторной камеры покрывают слоем лития. Когда литий поглощает нейтрон, образующийся в результате термоядерной реакции, он распадается на альфа-частицу и атом трития. Если заменить литий широко распространённым изотопом ртути-198 (или, что ещё лучше, сплавом лития и ртути), быстрый нейтрон превратит его в нестабильную ртуть-197. Затем происходит электронный распад, в результате которого образуется золото-197. И в добавление к этому образуется тритий — если используется соответствующий сплав. В идеальных условиях, утверждают учёные, если ртуть будет на 90 % обогащена нужным изотопом, при тепловой мощности реактора 2,5 ГВт можно будет ежегодно синтезировать до пяти тонн чистого золота. По текущим ценам это около $550 млн в год — не считая доходов от поставок электроэнергии, вырабатываемой реактором. Одна проблема — в настоящее время не существует, и в обозримом будущем не предвидится, полноценно работающих термоядерных реакторов. Компания Marathon Fusion работает с расчётом на перспективу, надеясь, что её усилия окажутся более успешными, чем попытки алхимиков древности. Однако пока она идёт по их стопам: обещает золотые горы инвесторам, превращая эти обещания в звонкую монету в собственном кармане. Стелларатор Wendelstein 7-X наглядно продемонстрировал своё преимущество перед токамаками
07.06.2025 [14:12],
Геннадий Детинич
Новый цикл работы недавно запущенного экспериментального термоядерного реактора Wendelstein 7-X в Германии доказал перспективы концепции стеллараторов и их преимущество над токамаками. Учёные из Института физики плазмы Общества Макса Планка (IPP) в Грайфсвальде установили рекордные показатели в работе стеллараторов, создав новый эталон в сфере управляемых термоядерных реакций. 
Вид на ядро установки Wendelstein 7-X. Источник изображения: IPP Стеллараторы традиционно считаются более стабильными по сравнению с токамаками, поскольку не требуют протекания тока через плазму для её удержания. Вместо этого удержание обеспечивается исключительно сложной системой внешних магнитных полей. Это устраняет важный источник нестабильности, присущий токамакам. Однако высокая сложность конструкции делает стеллаторы дороже в производстве и настройке. Тем не менее, индустрия в основном делает ставку на токамаки. В частности, международный проект термоядерного реактора ИТЭР — это огромный токамак. Стеллараторы остаются перспективной альтернативой, в теории обещая более компактные размеры, что удобно для коммерческой эксплуатации. Учёным остаётся доказать возможность поддерживать термоядерные реакции в стеллаторах с меньшими затратами энергии и ресурсов, чем в токамаках. В этом вопросе немецкая установка Wendelstein 7-X оказалась на острие прогресса. Как и в токамаках, в рабочих камерах стеллараторов создаются условия для синтеза ядер гелия в процессе слияния изотопов ядер водорода. Для этого газ разогревается до десятков и сотен миллионов градусов, что доводит вещество до состояния плазмы. Ионы вещества приобретают энергию, которая с привлечением законов квантовой механики заставляет их преодолевать кулоновское отталкивание и сливаться, синтезируя более тяжёлые атомы с выделением колоссальной энергии. В последнем экспериментальном цикле Wendelstein 7-X удалось достичь рекордного сочетания трёх ключевых параметров термоядерного синтеза: температуры, плотности плазмы и времени её удержания. Это критически важный показатель: чем выше их произведение, тем ближе установка к режиму самоподдерживающейся реакции — конечной цели всего термоядерного направления. Ключом к успеху последнего эксперимента Wendelstein 7-X стала разработка новой топливной форсунки, которая сочетала в себе непрерывную подачу топлива с импульсным нагревом для поддержания необходимой температуры плазмы. В течение 43 секунд в плазму было выпущено 90 замороженных водородных гранул со скоростью до 800 м/с, что примерно соответствует скорости пули. Запрограммированные импульсы мощных микроволн нагревали плазму, которая достигала пиковой температуры в 30 млн ℃. Такая координация между микроволновыми импульсами и впрыском гранул значительно увеличивала время стабильного поддержания плазмы. Этот же эксперимент обнаружил рост энергооборота реакции до 1,8 ГДж за шестиминутный цикл, побив предыдущий рекорд реактора в 1,3 ГДж, установленный в феврале 2023 года. Энергооборот — это сочетание мощности нагрева и продолжительности существования плазмы в термоядерном реакторе, а также показатель способности реактора поддерживать высокоэнергетическую плазму. Таким образом, это ещё один важный параметр для работы будущих электростанций, который показал экспериментальный стелларатор. «Результаты этой экспериментальной кампании — это нечто большее, чем просто цифры. Они представляют собой значительный шаг вперед в подтверждении концепции стелларатора, ставший возможным благодаря выдающемуся международному сотрудничеству», — резюмировали учёные IPP. Для термоядерного реактора ITER изготовлена крупнейшая и мощнейшая магнитная система в мире — она могла бы поднять авианосец
30.04.2025 [22:29],
Геннадий Детинич
Для международного проекта термоядерного реактора ITER на юге Франции апрель 2025 года выдался термоядерным — в хорошем смысле этого слова. На площадке произошло сразу несколько важных событий, о чём спешит сообщить руководство проекта. 
Источник изображения: ITER Наиболее значимым достижением стало завершение создания всех элементов импульсной сверхпроводящей магнитной системы реактора — как полоидальных магнитов, удерживающих плазму в рабочей камере в форме тора, так и центрального соленоида, индуцирующего ток в плазме для её разогрева. В апреле был изготовлен последний, шестой, элемент соленоида — это произошло в США на предприятии компании General Atomics. Его ещё предстоит доставить во Францию, а затем собрать все компоненты вместе, однако это произойдёт позже — уже после монтажа рабочей камеры токамака. Полностью собранная система импульсных магнитов будет весить почти 3000 тонн. Сила их электромагнитного поля будет такова, что сможет поднять целый авианосец. Шесть кольцевых магнитов полоидального поля, предназначенных для удержания плазмы вдали от стенок рабочей камеры, были изготовлены Россией, ЕС и Китаем. Значительную часть сверхпроводников для этих магнитов произвели в России — это около 120 тонн ниобий-титановых (NbTi) сверхпроводников для полоидальных магнитов (40 % от необходимого объёма) и около 20 % ниобий-оловянных (Nb₃Sn) сверхпроводников для тороидальных магнитов. Также в России были созданы гигантские токопроводящие шины, обеспечивающие питание магнитов необходимым напряжением и силой тока, а также верхние заглушки для вакуумных камер. Несмотря на все трудности и очередной перенос сроков по запуску реактора ITER с 2035 года на 2039 год, в 2024 году строительные работы по проекту были полностью завершены. Кроме того, на площадку доставили большую часть основных компонентов реактора, и сейчас он фактически находится на стадии сборки. В частности, в апреле 2025 года первый сегмент вакуумного сосуда (рабочей камеры) был установлен в шахту токамака примерно на три недели раньше запланированного срока. 
Последний (шестой) сегмент центрального соленоида реактора ITER Напомним, это уже второй подход по началу сборки рабочей камеры реактора в шахте проекта. Когда два года назад туда первый раз опустили два первых сегмента, обнаружилось несоответствие в размерах сопрягаемых элементов и сегменты пришлось поднимать из шахты для подгонки. Теперь все несоответствия устранены, и началась окончательная сборка вакуумной камеры — своеобразного «пончика», внутри которого будет циркулировать плазма, разогретая до 150 миллионов градусов Цельсия. В конечном итоге дейтерий и тритий в виде газа должны быть нагреты в рабочей камере до состояния плазмы, когда атомы теряют свои электроны. Это похоже на процессы, происходящие в звёздах, где ядра водорода преодолевают кулоновское отталкивание и сливаются, образуя гелий и выделяя огромное количество энергии. В звёздах этот процесс происходит под воздействием колоссальной гравитации, поэтому температура в их недрах — всего около 15 миллионов градусов. На Земле такую гравитацию воспроизвести невозможно, поэтому требуется намного более высокая температура. Также невозможно повлиять на квантовые процессы, происходящие при термоядерном синтезе. Во многом реакция возможна благодаря квантовой неопределённости: ядра водорода туннелируют сквозь потенциальный барьер, преодолевая кулоновское отталкивание. Ни одной гравитации и тепла было бы недостаточно для запуска самоподдерживающейся термоядерной реакции — ни в звезде, ни в реакторе. Поэтому звёзды светят, прежде всего, благодаря квантовой природе нашего мира. Ожидается, что при полной загрузке ITER будет вырабатывать 500 МВт энергии термоядерного синтеза, потребляя при этом лишь 50 МВт входной тепловой энергии. При такой эффективности большая часть энергии будет поступать от саморазогрева плазмы, превращая её в устойчивую «горячую» среду. Генеральный директор ITER Пьетро Барабаски (Pietro Barabaschi) отметил: «Уникальность ITER заключается не только в его технической сложности, но и в формате международного сотрудничества, который позволил проекту выжить в условиях меняющегося политического ландшафта. Это достижение доказывает, что, когда человечество сталкивается с экзистенциальными проблемами, такими как изменение климата и энергетическая безопасность, мы можем преодолеть национальные разногласия и найти решения. Проект ИТЭР — это воплощение надежды. С помощью ИТЭР мы показываем, что устойчивое энергетическое будущее и мирный путь вперёд возможны». В проекте задействованы тысячи учёных и инженеров из 33 стран, однако в первую очередь он опирается на устойчивое партнёрство семи ключевых участников: Китая, Европы, Индии, Японии, Кореи, России и США |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
