Проект FAST (Fusion by Advanced Superconducting Tokamak) был запущен в Японии с целью достижения генерации электроэнергии на основе термоядерного синтеза к концу 2030-х годов.
FAST, который будет расположен в Японии, нацелен на создание и поддержание плазмы реакций дейтерия-трития (DT), демонстрируя интегрированную термоядерную энергетическую систему, которая сочетает в себе преобразование энергии, включая производство электроэнергии и топливные технологии. В проекте будет использоваться конфигурация токамака, выбранная благодаря хорошим показателям и масштабируемости. Проект объединяет ведущих исследователей из известных учреждений, а также промышленных и международных партнеров из Японии, Великобритании, США и Канады.
Нацелившись на демонстрацию выработки электроэнергии к концу 2030-х годов, FAST будет решать оставшиеся технические вопросы на пути к коммерческим термоядерным электростанциям. Проектный офис FAST отмечает, что выработка электроэнергии подразумевает производство энергии в результате термоядерных реакций, но не подразумевает чистое положительное производство электроэнергии, когда выработка превышает потребление.
«Хотя в предыдущих или ближайших запланированных экспериментах по термоядерному синтезу были достигнуты или скоро будут достигнуты среднеимпульсные плазменные разряды для снижения риска удержания и контроля плазмы на экспериментальной термоядерной установке, остаются критические препятствия в использовании преобразования энергии для устойчивого внешнего использования, создании тритиевого топливного цикла, включая генерацию трития, и интеграции этих достижений в коммерчески жизнеспособную термоядерную электростанцию», — заявили в офисе проекта. «В настоящее время ни одно экспериментальное устройство в мире не способно создать необходимую термоядерную среду — поток термоядерных нейтронов и соответствующие тепловые нагрузки — чтобы преодолеть разрыв между современными плазменными экспериментами и желаемой конечной целью практического извлечения энергии».
FAST стремится заполнить эти пробелы, «предоставив комплексную и уникальную платформу для разработки технологий, применимых к практическим термоядерным электростанциям во всем мире, включая демонстрационные устройства и пилотные термоядерные установки».
FAST использует конфигурацию токамака, которая, по словам представителей проектного офиса, является «хорошо зарекомендовавшим себя методом удержания плазмы с самой обширной базой данных и, в частности, использует конструкцию токамака с низким соотношением сторон и высокотемпературные сверхпроводящие (HTS) катушки, что обеспечивает компактность конструкции, за счет которой можно снизить затраты и сократить время строительства».
Система рассчитана на выработку электроэнергии от 50 до 100 МВт и продолжительность разряда 1000 секунд при термоядерном горении DT. Высокотемпературные бланкеты позволяют проводить многоцелевые испытания тепловой энергии и нейтронов. Планируется, что устройство проработает в общей сложности 1000 часов на полной мощности.
«Проект FAST будет развиваться благодаря сотрудничеству с ключевыми университетами и исследовательскими институтами как внутри страны, так и за рубежом», — заявили в офисе проекта. «В дальнейшем будет организована группа концептуального проектирования, состоящая из исследователей плазмы и исследователей в области электростанций. Ожидается, что предварительное проектирование будет завершено в течение 2025 года. Тщательная оценка внутренней и внешней среды, включая технологии, финансирование, регулирования и политики, будет проводиться при переходе к рабочему проектированию, где будет принято решение о целесообразности выполнения. Параллельно, под руководством Kyoto Fusioneering, мы будем ускорять разработку технологий в ключевых системах, инженерное проектирование, выбор площадки и нормативные усилия в сотрудничестве с такими промышленными партнерами, как Mitsui & Co Ltd, Mitsui Fudosan Co Ltd, Mitsubishi Corporation, Marubeni Corporation, Fujikura Ltd, Kajima Corporation и Furukawa Electric Co Ltd. Мы продолжим активно приглашать исследователей, промышленных партнеров, включая компании, участвующие в J-Fusion, и международных сотрудников, чтобы они присоединились и внесли свой вклад в проект».