Новозеландский стартап в области термоядерной энергетики OpenStar Technologies заявляет, что стал первой коммерческой компанией в мире, успешно создавшей и удержавшей плазму с помощью левитирующего дипольного реактора.
OpenStar является единственной компанией, разрабатывающей левитирующий дипольный реактор в коммерческих целях. В других термоядерных концепциях высокотемпературная плазма удерживается сверхпроводящими магнитами, направляющими создаваемые ими магнитные поля внутрь. Подход OpenStar инвертирует этот процесс.
Более традиционные термоядерные установки, такие как токамаки и стеллараторы, используют множество сверхпроводящих магнитов для создания сложного магнитного поля. В отличие от них, левитирующий диполь использует один магнит для удержания плазмы в гораздо более простой конфигурации. В сердце установки находится мощный магнит, свободно парящий в вакуумной камере и удерживаемый в таком положении другим магнитом, расположенным над ним. Левитация необходима для удержания плазмы вокруг магнита, что означает отсутствие опорных конструкций, взаимодействующих с перегретым газом. Это делает конструкцию потенциально более простой, дешевой и легкой в обслуживании по сравнению с традиционными подходами.
Во вторник, в ходе первой публичной демонстрации технологии OpenStar, на которой присутствовал премьер-министр Кристофер Лаксон, базирующаяся в Веллингтоне компания осуществила левитацию полутонного магнита, удерживающего облако сверхгорячего ионизированного газа.
Успешно осуществив левитацию магнита внутри плазмы, OpenStar заявила, что подтвердила работоспособность технологии, лежащей в основе ее первого прототипа Junior, и ее способность функционировать при многократно увеличенном масштабе.
Ключевым фактором успешного эксперимента стало запатентованное устройство электропитания, размещенное внутри магнита во время работы. Поскольку магнит парит в вакууме, его нельзя подключить к источнику питания проводами. Практически безубыточная полностью сверхпроводящая цепь действует как беспроводное зарядное устройство, передавая энергию в магнит для поддержания его питания во время левитации. В ходе эксперимента OpenStar побила рекорд по запасенной в магните энергии от питания потоковым насосом, достигнув показателя в 170 кДж. Стартап заявляет, что конструкция настолько эффективна, что встроенному источнику питания необходимо подавать всего 10 Вт электроэнергии для поддержания магнитной активности магнита в течение неограниченного времени левитации.
«Сегодня вечером ко мне присоединились лидеры нашей страны, чтобы твердо и ясно заявить, что Новая Зеландия способна вести за собой в будущее энергетики», — заявил генеральный директор OpenStar Рату Матайра. «Сегодняшний вечер также очень ясно показывает, что создание диполей не является невозможной инженерной задачей, что было фактическим предположением всей отрасли. Наблюдение за тем, как магнит левитирует, удерживая плазму, является важным шагом от вдохновляющей физики к осязаемой инженерной реальности. С устройством Junior мы показали, что диполям есть серьезное место в глобальной термоядерной гонке».
В OpenStar, основанной в 2021 году, заявили, что этот прогресс закладывает основу для разработки следующего прототипа устройства — Tahi, магнитное поле которого будет в четыре раза сильнее, чем у предшественника, и достигать 20 Тесла, что в 20 раз превышает силу самого мощного постоянного магнита. Создание Tahi поддерживается обязательством правительства Новой Зеландии выделить 35 миллионов новозеландских долларов (21 миллион долларов США) из Фонда региональной инфраструктуры.
Дальнейшие эксперименты с использованием Tahi позволят получить важные данные, которые помогут OpenStar определить масштабирование до коммерческого термоядерного устройства, производство которого планируется начать к 2030-м годам.