В понедельник, 27 октября, японский стартап Helical Fusion объявил об успешном завершении ключевых эксплуатационных испытаний своей катушки из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП). Это важнейший шаг на пути к разработке коммерческой энергии на основе ядерного синтеза (процесса слияния атомных ядер).
Достижение стало первой в мире демонстрацией крупномасштабной катушки из ВТСП, предназначенной для коммерческого реактора, которая смогла поддерживать стабильный ток в состоянии сверхпроводимости, воспроизводя при этом магнитную среду внутри термоядерной установки.
«Это означает, что мы продемонстрировали возможность получения термоядерной энергии раньше остального мира», — заявил на пресс-конференции генеральный директор Helical Fusion Такая Тагути.
Во время испытаний, проведённых на базе японского Национального института термоядерных исследований (NIFS), был достигнут стабильный сверхпроводящий ток в 40 кА (килоампер) при магнитном поле 7 тесла и температуре 15 К (Кельвинов), что эквивалентно -258°C.
Читайте: Прорыв в термоядерном синтезе – Немецкий Wendelstein 7-X бьёт рекорды на пути к чистой энергии
Программа Helix и термоядерные амбиции Японии
Стартап планирует развивать свои исследования в рамках программы Helix, стремясь завершить испытания ВТСП-магнитов и интегрированной системы бланкета/дивертора (внутренних компонентов реактора) к концу 2020-х годов.
Следующим важным шагом компании станет строительство Helix HARUKA — комплексной демонстрационной установки, предназначенной для подтверждения стабильности и непрерывности термоядерных реакций.
К 2030-м годам Helical Fusion намерена запустить свою пилотную термоядерную установку Helix KANATA.
Она должна будет продемонстрировать круглосуточную стабильную работу, чистый положительный выход электроэнергии (генерация энергии превышает затраты на поддержание реакции) и эффективное обслуживание компонентов — три важнейших требования для коммерческой жизнеспособности термоядерного синтеза.
Будучи единственным преемником технологии спирального (геликоидного) термоядерного синтеза от NIFS, компания стремится построить первую в мире коммерческую термоядерную электростанцию на основе конструкции Helical Stellarator (спиральный стелларатор).
Эта конструкция (стелларатор — тип реактора с винтовой конфигурацией магнитного поля) обеспечивает непрерывное удержание плазмы (ионизированного газа, в котором происходит реакция) без необходимости внешнего подвода тока, что потенциально позволяет работать дольше и стабильнее, чем другие модели термоядерных реакторов.
Сотрудничество и государственная поддержка
С момента основания в 2021 году Helical Fusion тесно сотрудничает с NIFS, создав в марте 2024 года совместную исследовательскую группу для ускорения разработки ВТСП-магнитов и реакторных систем.
Проект также получает поддержку в рамках японской программы Phase 3 Small Business Innovation Research (SBIR, программа поддержки инноваций малого бизнеса), которая выделила 2 млрд иен (около 13 млн долларов США) финансирования от Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT).
Санаэ Такаити, министр экономической безопасности Японии и активный сторонник исследований в области ядерного синтеза, сыграла ключевую роль в запуске этой инициативы по финансированию.
Тагути высоко оценил поддержку правительства, но отметил, что Япония отстаёт от ведущих термоядерных держав. «Мы надеемся, что при поддержке таких политиков, как госпожа Такаити, правительство [Японии] сократит разрыв с США и Китаем или даже обгонит их благодаря увеличению финансирования и политической поддержке», — отметил он.
Общие расходы Японии на термоядерный синтез в настоящее время составляют около 100 млрд иен, что значительно ниже триллионных (в иенах) инвестиций, сделанных США и Китаем за последние годы.
Глобальная гонка в термоядерном синтезе и перспективы
Мировые инвестиции в термоядерную энергетику выросли на 2,64 млрд долларов с прошлого года, но эксперты говорят, что для коммерческой жизнеспособности технологии требуется гораздо большее финансирование.
Среди примерно 50 термоядерных проектов по всему миру Helical Fusion — один из немногих, кто стремится соответствовать всем трём коммерческим критериям: стабильному производству энергии, чистому приросту энергии и ремонтопригодности.
Среди других крупных игроков — американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS), выделившаяся из Массачусетского технологического института (MIT), которая планирует построить термоядерную электростанцию промышленного масштаба в Вирджинии к началу 2030-х годов.
Технический директор [Helical Fusion] Дзюнъити Миядзава подчеркнул более широкое значение их достижения. «Разработка высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) магнитов знаменует мощный переход от лабораторных исследований к реальному внедрению», — сказал он.
«Этот успешный тест — кульминация многих лет разработок и тесного сотрудничества с партнёрами из академических и промышленных кругов».
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU