Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В США на заброшенной угольной электростанции построят термоядерный реактор
08.04.2025 [20:50],
Геннадий Детинич
Компания Type One Energy из Теннесси собирается построить первый в США термоядерный реактор, разработка которого полностью завершена. Первым и крупнейшим клиентом компании стала государственная корпорация TVA (Tennessee Valley Authority) — поставщик электроэнергии крупнейшим операторам ЦОД в США. Строительство пилотной установки начнётся в 2026 году, а запуск намечен на 2029 год. До термояда в США остались считанные годы. 
Рендер стелларатор Proxima Fusion. Источник изображения: Proxima Fusion В марте в специальном выпуске журнала Journal of Plasma Physics вышли шесть рецензируемых статей авторства разработчиков Type One Energy, а также редакционная статья, посвящённая реактору компании. В публикациях подробно рассказано об устройстве термоядерного реактора и о лежащей в его основе физике. «Нам не нужен научный прорыв, чтобы понять, как мы собираемся это сделать. Нет никаких фундаментальных технических неизвестных, которые нам нужно было бы выяснить», — заявил ведущий научный и инженерный сотрудник Type One Energy Джон Каник (John Canik). В компании считают, что выполненные её сотрудниками более 70 тысяч расчётов на суперкомпьютерах дают полное представление о физике процесса. Однако, как нетрудно догадаться, остаётся немало инженерных трудностей, которые ещё предстоит преодолеть. В общем случае компания Type One Energy разработала стелларатор — тип термоядерного реактора, который обещает быть компактнее токамаков, придуманных ранее. В некотором смысле стелларатор Type One Energy будет конкурировать с аналогичной немецкой разработкой — стелларатором компании Proxima Fusion. Обе компании, кстати, принимали участие в создании немецкой термоядерной установки Wendelstein 7-X, а также сотрудничали с учёными из знаменитой Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Компания Proxima Fusion также нацелена на американский рынок и будет конкурировать за него с Type One Energy. Место для строительства экспериментальной установки Infinity One уже выбрано — это закрытая угольная станция Bull Run в штате Теннесси. Строительные работы начнутся в 2026 году, запуск установки намечен на 2029 год. Установка Infinity Two, которая будет построена по контракту с Tennessee Valley Authority, станет следующим этапом. Место для неё пока не выбрано, но она уже будет полноценной термоядерной электростанцией, способной вырабатывать электроэнергию. Стартап Type One Energy был создан в 2019 году. Первые инвестиции компания привлекла в 2023 году ($29 млн). В 2024 году компания уже собрала $82,4 млн, включая средства одного из фондов Билла Гейтса. В текущем году денежный поток, по прогнозам, может достичь и даже превысить $200 млн. Договор о строительстве термоядерной электростанции (ТЯЭС) с Tennessee Valley Authority был заключён в феврале 2025 года. Эта позитивная новость наверняка дополнительно подогреет интерес к теме управляемых термоядерных реакций. Китайцы зажгли на Земле «искусственное солнце» рекордной температуры
02.04.2025 [19:28],
Геннадий Детинич
Сообщается, что модернизированный два года назад китайский токамак Huanliu-3 (HL-3) в Чэнду приблизился к порогу запуска самоподдерживающейся термоядерной реакции. В ходе серии экспериментов реактор достиг «двойного барьера нагрева» — температуры более 100 млн °C. Этот порог был превышен как электронной плазмой, так и ионной, о чём впервые сообщается в открытых источниках. Ранее такая информация была засекречена. 
Источник изображения: CCTV «В ходе нашего эксперимента был достигнут рубеж в 100 миллионов градусов, а также значительный скачок в общей производительности термоядерного синтеза. Это означает, что исследования в области термоядерного синтеза в Китае вступают в фазу горения плазмы», — заявил в интервью государственному телеканалу CCTV Чжун Вулу (Zhong Wulu), главный конструктор HL-3. Реактор HL-3 — это новый токамак, введённый в эксплуатацию в декабре 2020 года под названием HL-2M. Тогда китайским учёным удалось удерживать электронную плазму с температурой 160 млн °C в течение 20 секунд. После модернизации в 2023 году реактор переименовали в HL-3. Обновление системы разогрева электронного пучка микроволновыми установками, а также ряд других усовершенствований позволили разогреть ионную плазму до 117 млн °C. Это абсолютный рекорд для рукотворного термоядерного синтеза. Ранее ионную плазму до 100 млн °C разогревал только южнокорейский токамак KSTAR. Китайские учёные отметили высокую стабильность плазменного ионного пучка в реакторе, однако не раскрыли подробностей в интервью телеканалу. Для дальнейшего продвижения к запуску «искусственного солнца» на Земле — самоподдерживающейся термоядерной реакции — необходимо увеличить продолжительность и температуру реакции в токамаке. До этого момента осталось совсем немного, но именно этот последний шаг является самым сложным вызовом для учёных. Реактор HL-3 ожидает ещё одна модернизация, после чего существует высокая вероятность запуска на нём реакции ядерного синтеза — подобно процессам, происходящим в недрах настоящих звёзд. «Стимпанковский» термоядерный реактор канадской General Fusion получил первую плазму
11.03.2025 [18:15],
Геннадий Детинич
Компания General Fusion из Бернаби, Британская Колумбия (Канада), сообщила о получении первой плазмы на экспериментальном термоядерном реакторе Lawson Machine 26 (LM26). Запуск реактора знаменует собой начало 96-недельного эксперимента, который должен привести к переходу так называемой точки безубыточности — состояния, при котором выделяемая в процессе термоядерного синтеза энергия, равна энергии на запуск и поддержание реакции. 
Источник изображения: General Fusion На создание демонстратора LM26 ушло 16 месяцев. Это не первый и не последний прототип реактора перед созданием коммерческой термоядерной установки. Компания General Fusion стремится к этой цели более 20 лет с момента своего основания в 2002 году, оставаясь пока на значительном расстоянии от главной задачи — создания термоядерной установки хотя бы с нулевым выходом. Получение первой плазмы на LM26 даёт надежду на успешный эксперимент. Если всё пойдёт по плану, точка безубыточности будет достигнута в 2026 году. Следует отметить, что точка безубыточности может быть научной и коммерческой. В первом случае учитывается только та энергия, которая затрачена непосредственно на поджиг термоядерного топлива. Эту точку впервые удалось достичь на установке National Ignition Facility (NIF) в США. В случае коммерческой точки безубыточности учитывается энергия всей системы, которая значительно превышает энергию, необходимую лишь для запуска термоядерной реакции. Этого пока не удалось достичь никому в мире. Установка LM26 частично использует метод, применённый в NIF. В американской инерциальной системе поджига дейтерий-тритиевого топлива давление создаётся множеством сфокусированных лазерных лучей. В случае магнитно-инерционного синтеза (Magnetized Target Fusion, MTF) General Fusion давление на топливо создают одновременно магнитное поле и физическое сжатие рубашки внутри рабочей камеры реактора. Магнитное поле в момент искры сжимает образовавшуюся в реакторе плазму, а дополнительное давление создаёт ударная волна от сжимающейся рубашки. Интересно, что рубашка сжимается под действием паровых поршней — настоящий стимпанк. В коммерческом термоядерном реакторе General Fusion рубашка будет состоять из жидкого металла — сплава лития и свинца. Она будет выполнять сразу несколько функций: задерживать нейтроны, возникающие во время ядерного синтеза, служить защитным экраном от радиации, а также работать в качестве теплоносителя, передающего тепло для последующей выработки энергии. В демонстрационной установке LM26 рубашка представляет собой оболочку из твёрдого лития, которую сжимают электромагниты. Идею MTF-реактора предложили американские учёные ещё в 1970-х годах. Однако им не удалось добиться в нём устойчивой термоядерной реакции. В General Fusion считают, что проблема заключалась в недостаточно точном управлении поршнями, обеспечивающими сжатие оболочки и плазмы. Современные вычислительные системы способны решать такие задачи, и компания обещает доказать это уже в ближайший год. В США выбрана площадка для первой термоядерной электростанции
28.02.2025 [19:35],
Геннадий Детинич
Стартап Helion Energy сообщил, что выбрал участок для строительства первой в США термоядерной электростанции. Документы на площадку ещё не подписаны. Для запуска процесса предстоит получить одобрение местной общины, встреча с представителями которой состоится в марте. Разработчик уверен в своём выборе и скорейшем одобрении проекта, поскольку рассчитывает начать строительство уже этим летом. 
Источник изображения: Helion Energy Площадка выбрана в городе Малага, штат Вашингтон. Руководство компании в марте проведёт презентацию проекта и ответит на вопросы представителей общины. Поскольку термоядерные реакторы считаются практически безопасными и производят незначительное количество радиоактивных отходов (и это не отработанное топливо, а преимущественно оболочка рабочей камеры), компания не ожидает сложностей с согласованием. Более того, округ получит дешёвую электроэнергию и дополнительные поступления в бюджет. Интересно, что выработка электроэнергии реактором Helion рассматривается как приятное дополнение. Главной продукцией синтеза должен стать изотоп гелий-3 — топливо для термоядерных реакторов. Реактор Polaris, прототип которого был завершён в начале осени 2024 года, сможет ежегодно вырабатывать до 20 тонн гелия-3. При этом его электрическая мощность составит 50 МВт, и на её покупку уже заключён контракт с компанией Microsoft. Фактически будущая электростанция в Малаге будет обслуживать серверы этого технологического гиганта. Компания Helion Energy смело смотрит в будущее и уверена, что сможет реализовать проект в 30-х годах. Конструкция реактора Polaris (это уже восьмой прототип) — одна из самых уникальных и новаторских. Для съёма энергии планируется использовать эффект электромагнитной индукции: динамика плазмы в магнитном поле внутри реактора будет воздействовать на магнитное поле внешних магнитов, генерируя электричество во внешних обмотках. Никаких тепловых съёмников и турбин — всё максимально просто, компактно и с минимальным количеством узлов. На этих инновациях Helion Energy собрала миллиарды инвестиций. Только в январе 2025 года компания привлекла очередной пакет финансирования в размере $425 млн. По итогам нового раунда капитализация Helion выросла до $5,245 млрд. Успешная компания верит в себя и в свои технологии и заражает этой уверенностью партнёров. Европейский стартап пообещал положительную термоядерную реакцию в элегантном стеллараторе через шесть лет
26.02.2025 [21:18],
Геннадий Детинич
Молодая европейская компания Proxima Fusion представила проект термоядерного реактора Stellaris, запуск которого обещает осуществить в течение ближайших шести лет. Компанию организовали физики, ранее работавшие над проектом немецкого стеллатора Wendelstein 7-X. Имея за плечами годы работы в сфере термоядерных реакторов, они уверены в скором успехе, обещая добиться положительной термоядерной реакции уже в 2031 году. 
Источник изображений: Proxima Fusion По словам разработчика, Stellaris станет первой в мире реализацией интегрированной концепции коммерческой термоядерной электростанции, рассчитанной на непрерывную и надёжную работу. Подробно о проекте компания рассказала в свежей статье, опубликованной в журнале Fusion Engineering and Design. В основе проекта лежит передовая вычислительная оптимизация конструкции реактора (включая работу ИИ и нейросетей), высокотемпературные сверхпроводящие (HTS) магниты и квазиизодинамическая (QI) технология стелларатора, что в совокупности приближает термоядерную энергетику к этапу коммерциализации. Проект Stellaris основан на результатах исследовательского эксперимента Wendelstein 7-X (W7-X) в Германии — самого продвинутого в мире прототипа стелларатора QI, который создал Институт физики плазмы Макса Планка при поддержке Федерального правительства Германии и ЕС. Стоимость проекта составила более €1,3 млрд (около $1,4 млрд). С помощью прототипа стелларатора Alpha («Альфа») компания Proxima Fusion готова продемонстрировать чистую энергию термоядерного синтеза к 2031 году. В интервью EE Times генеральный директор Proxima Fusion Франческо Скиортино (Francesco Sciortino) отметил, что в течение следующего десятилетия будет проложен чёткий путь к термоядерному синтезу в энергосистеме, что позволит обеспечить энергетическую безопасность Европы и удовлетворить потребности мира в энергии.  Стелларатор и токамак — это одни из старейших и наиболее изученных типов термоядерных установок, каждая из которых представляет собой разновидность реализации термоядерного синтеза с магнитным удержанием. В стеллараторах и токамаках используются мощные магниты, создающие сильное магнитное поле, которое удерживает горячую плазму в определённой конфигурации. В токамаке применяется симметричная тороидальная вакуумная камера, окружённая магнитными катушками. Важную роль играет также электрический ток, протекающий внутри плазмы и создающий дополнительное магнитное поле. В стеллараторах используется другой подход: удержание плазмы обеспечивается исключительно внешними катушками, без необходимости индуцирования тока внутри самой плазмы. Исторически это достигалось с помощью сложных изогнутых магнитов, что и являлось основной технической сложностью стеллараторов. В то же время стеллараторы обеспечивают значительно больше степеней свободы и, по сравнению с токамаками, позволяют добиться высокой оптимизации. Хотя на сегодняшний день токамаки лидируют в области термоядерной энергетики, успешное создание стелларатора Stellaris, если Proxima Fusion сдержит обещания, ознаменует начало новой эры в развитии термоядерных технологий. В компании подчёркивают, что разработка современных стеллараторов во многом зависит от вычислительной оптимизации, которая позволяет быстрее вносить изменения в проект ещё до начала строительства. Proxima Fusion фильтрует возможные концепции проектирования и создаёт суррогатные модели для тестирования с использованием современных методов, включая нейронные сети, основанные на физических законах, и другие технологии машинного обучения. Такой подход ускоряет разработку, позволяя эффективно исследовать несколько конструкций параллельно. Тем не менее, оптимизация стеллараторов остаётся сложной междисциплинарной задачей, требующей учёта множества факторов в области науки, компьютерного моделирования и физики плазмы. Для достижения наилучших результатов в производстве термоядерной энергии необходимо тщательно анализировать научные и технические компромиссы, что представляет собой серьёзный вызов. Во многом компактность будущей установки Stellaris будет обеспечена высокотемпературными сверхпроводящими магнитами (HTS). Это станет ключевым нововведением, повышающим эффективность и уменьшающим габариты реактора. Благодаря более мощным магнитным полям HTS-технология позволит значительно сократить размеры установки. Кроме того, по данным Proxima Fusion, HTS-магниты обладают большей стабильностью и менее чувствительны к температурным колебаниям по сравнению с низкотемпературными сверхпроводниками. Это упрощает требования к криогенным условиям и снижает энергопотребление системы. Чтобы в течение следующего десятилетия внедрить термоядерную энергетику в энергосистему, компания Proxima Fusion активно ищет финансирование, партнёров и работает над получением разрешений от регулирующих органов. К 2027 году компания намерена завершить проектирование «Альфы» — первого в мире термоядерного устройства, демонстрирующего коэффициент Q>1 (чистую выработку энергии) в стабильном состоянии. В настоящее время ведётся сбор средств для создания прототипа модели Stellaris. Во Франции зажгли «искусственное солнце» на рекордные 22 минуты — на 25 % дольше, чем в Китае
19.02.2025 [14:17],
Геннадий Детинич
Учёные из Франции на 25 % превзошли последнее достижение китайских коллег в сфере удержания плазмы в термоядерном реакторе типа токамак. Установка WEST института CEA проработала в течение 22 минут, тогда как китайский токамак EAST «горел» 17 минут 46 секунд. Европейские исследователи продемонстрировали возможность достижения устойчивой термоядерной реакции, хотя их эксперимент носил академический характер. 
Источник изображений: CEA Установка WEST была введена в строй в 1988 году как реактор Tore Supra. С 2010 по 2013 год она прошла существенную модернизацию и после неё получила новое название — WEST, где буква W является химическим обозначением вольфрама, из которого изготовлено внутреннее покрытие рабочей камеры реактора. Поскольку реактор был модернизирован относительно недавно, он всё ещё не достиг своего предельного потенциала. Однако даже на данном этапе проведённые на нём эксперименты по удержанию высокотемпературной плазмы впечатляют. В ходе последнего эксперимента, как сообщили в CEA, реактор WEST удерживал плазму в течение 22 минут, что стало новым мировым рекордом, ранее принадлежавшим китайским учёным. Однако на этом информация обрывается — французские исследователи не раскрыли дополнительных деталей эксперимента. Стоит отметить, что китайские учёные также не раскрывают всю информацию, позволяющую объективно оценить их достижения в области удержания термоядерной плазмы. Для поддержания термоядерной реакции в земных условиях температура ионной плазмы в рабочей камере реактора должна быть не ниже 100 млн °C. Пока что китайским исследователям удалось разогреть до такой температуры только электронную плазму, что является менее сложной задачей. Французские учёные, установившие новый рекорд, также не предоставили данных о температуре в рабочей камере. Поэтому остаётся лишь ждать соответствующих публикаций в научных журналах. 
Плазма в рабочей камере реактора Несмотря на недосказанность, практическая ценность эксперимента очевидна — он направлен на отработку режимов и материалов, которые могут найти применение в международном термоядерном проекте ITER. Поэтому любой вклад в это общее дело представляет большую ценность. В Китае зажгли «искусственное солнце» на рекордные 17 мин 46 с — оно было в 6,6 раз горячее настоящего Солнца
21.01.2025 [19:00],
Геннадий Детинич
20 января 2025 года китайский экспериментальный термоядерный реактор EAST установил новый рекорд по удержанию электронной плазмы. Реакция поддерживалась 1066 секунд, что без малого в три раза дольше предыдущего рекорда. Почти всё это время температура плазмы была в районе 100 млн °C, что в шесть раз больше, чем в ядре нашей звезды. Недавно реактор завершил очередной этап модернизации и готов к новым рекордам. 
Experimental Advanced Superconducting Tokamak снаружи. Источник изображения: SCMP Предыдущий рекорд реактор EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak или токамак HT-7U), расположенный в городе Хэфэй провинции Аньхой, установил в апреле 2023 года. Тогда термоядерная реакция на установке поддерживалась 403 секунды с температурой плазмы 100 млн °C. Увеличение времени непрерывной работы реактора до 1000 секунд считается ключевым для достижения последующих целей как по увеличению времени поддержки высочайшей температуры плазмы, так и по повышению верхнего предела температуры. Для запуска термоядерной реакции в Солнце сверхвысокие температуры не нужны. В ядре звезды «всего» 15 млн °C. Для сближения ионов водорода и запуска синтеза гелия ядра атомов должны сблизиться до включения в работу сильного ядерного взаимодействия, преодолев электрическое отталкивание. Кроме температуры в этом помогает сильная гравитация — масса самого Солнца (это воздействие также эквивалентно давлению). На Земле в камере реактора развить такое давление невозможно, поэтому приходится «давить» на ядра повышением температуры. И заявленные китайскими учёными 100 млн °C мало для запуска реакции на Земле. Во всех предыдущих случаях речь шла о температуре электронной плазмы. В связи с рекордами китайских термоядерных установок об ионной плазме никогда отдельно не сообщалось. В то же время до 100 млн °C необходимо нагреть именно ионную плазму — это лишённые электронов ядра, которые, собственно, и вступают в реакцию синтеза. По каким-то причинам китайская сторона не спешит рассказывать о рекордах в разогреве ионной плазмы. И всё же, новая планка высоты взята. Почти 18 минут реактор EAST поддерживал в камере температуру 100 млн °C. Это важно как с точки зрения поддержания стабильности установки (плазмы), так и с позиций отработки технологий и поиска новых методов работы с реактором, материалами и прочим, без чего невозможно движение вперёд. |
© 1997—2026 3DNews
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
