Прототип термоядерного реактора TAE пятого поколения был разработан для создания температур 30 млн °C, но он уже сейчас достиг 75 млн °C. Но разработчики не нацелены даже на 100 млн °C. Их цель — 1 млрд °C.
В качестве топлива в таких реакторах используется тритий и дейтерий — как, например, в международном проекте ИТЭР (ITER). Но с тритием есть проблемы — он радиоактивный и очень редкий. Сегодняшние «мировые запасы» трития — это ~25 кг, и увеличиваются они примерно на полкило в год. Поэтому дефицит и радиоактивность делают термоядерную энергию достаточно дорогой.
Разработчики TAE надеются, что тритий будет просто демонстрационной точкой на пути к тому, чего компания действительно хочет достичь — синтез водорода и бора. У бора есть все преимущества, которых нет у трития: процесс не сопровождается никакой радиоактивностью, а на выходе получается гелий — химически инертный и безопасный (насколько это вообще возможно). Бор сегодня производится метрическими тоннами. Он используется в моющих средствах — это товарный продукт, его можно найти повсюду. Недостатком является то, что атом бора больше, чем тритий — с большим количеством положительных зарядов в ядре, поэтому в конструкции с магнитным удержанием нужно использовать гораздо больше энергии.
Чтобы достичь температуры в десять раз выше, чем то, к чему стремятся токамаки по всему миру, TAE пришлось спроектировать совсем другой реактор, конструкция которого перекликается с ускорителем частиц в ЦЕРНе, где субатомные частицы разгоняются до астрономических величин и достигают температура 5 трлн °C.
Вместо того, чтобы вращать плазму в форме пончика (как в токамаках), TAE удерживает ее на месте, ограничивая перемещение мощными магнитными кольцами. Это магниты с простой геометрией — плазма выглядят, как эллипсоид и вращается внутри цилиндра вдоль его оси. У разработчиков есть возможность управлять вращением, а благодаря гироскопической стабилизации она очень устойчива и предсказуема. Магнитная эффективность, являющаяся основным параметром, в TAE составляет ~ 90% (в токамаке — ~10%). Магниты являются большой и дорогой частью термоядерных систем — и если их эффективно использовать, можно вырабатывать и более дешевую энергию.
Благодаря тому, что машина пятого поколения имеет показатели на 25% выше проектных, исследователи начинают понимать, что чем горячее становится плазма, тем лучше работают ускорители частиц и системы магнитного удержания. Таким образом есть высокая степень уверенности, что можно достичь не только 150 млн °C для трития, но и 1 млрд °C и выше, необходимых для бора. Разработчики прогнозируют, что это произойдет ориентировочно к 2030 году. Или в первые годы следующего десятилетия.
