Стремление новозеландского стартапа создать альтернативу ископаемому топливу с помощью термоядерного реактора

Поделиться этой статьей

«Я не знаю, сказал ли я это в начале, но мы строим термоядерный реактор», — говорит мне Рату Матайра в середине экскурсии по невзрачному складу в Веллингтоне, который служит штаб-квартирой OpenStar Technologies.

В одном конце комнаты стоит пара квадратных, дорогих на вид станков, используемых для изготовления деталей на заказ. Вакуумная камера из нержавеющей стали с окном, напоминающим иллюминатор злополучного подводного аппарата «Титан», и несколько баллонов с жидким азотом свидетельствуют о узкоспециализированной промышленной деятельности.

Но немногие посетители, сворачивающие с шоссе № 1 в промышленный парк, спрятанный в ущелье Нгауранга, догадываются, что Матайра и его команда из 29 человек готовят в этом стартапе.

К концу года OpenStar при поддержке инвесторов на сумму 11,3 миллиона долларов планирует создать прототип термоядерного устройства и запустить первую плазменную реакцию. Одно только это станет первым для Новой Зеландии и станет небольшим, но решающим первым шагом на пути к использованию ядерного синтеза для создания чистой энергии.

В отличие от электростанций ядерного деления, которые разбросаны по всему миру и расщепляют атомы для выработки энергии, ядерный синтез объединяет более легкие атомы, высвобождая при этом энергию.

Термоядерный реактор пытается воспроизвести процесс, происходящий в центре нашего Солнца и других звезд во Вселенной – постоянное производство энергии, но без выбросов углекислого газа, связанных с угольными или газовыми электростанциями.

Это идеальный источник безопасной, чистой и дешевой электроэнергии. В конце концов, говорит Матайра, термоядерные реакторы будут построены для замены выведенных из эксплуатации угольных и газовых электростанций, обеспечивая подачу чистой энергии в национальную энергосистему более эффективно, чем солнечная или ветровая генерация. Но управление реакцией ядерного синтеза — чрезвычайно сложная задача. Шутка в ядерной физике заключается в том, что до реализации термоядерного синтеза осталось 30 лет – и всегда будет через 30 лет.

Тем не менее, острота климатического кризиса стимулировала новую волну интереса и инвестиций в ядерный синтез с целью ускорения прогресса. Некоторые эксперты предполагают, что в ближайшие 6-10 лет мы можем увидеть прорыв в области термоядерного синтеза, который проложит путь к его роли в производстве электроэнергии. После десятилетий незначительного прогресса ученые недавно достигли некоторых важных вех.

В декабре прошлого года Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в Калифорнии добилась термоядерного зажигания в реакторе. Это момент, когда реакция термоядерного синтеза становится самоподдерживающейся, производя больше энергии, чем было затрачено на ее создание. Это дало Министерству энергетики США уверенность в том, что он сможет предоставить финансирование восьми американским компаниям для разработки пилотных термоядерных электростанций «в течение десятилетия».

Над этой технологией работают по меньшей мере 30 стартапов по ядерному синтезу по всему миру, причем OpenStar, возможно, самый новый и наиболее обширный из группы. Многие из авторитетных исследовательских групп по термоядерному синтезу, такие как Центр науки о плазме и термоядерном синтезе Массачусетского технологического института (MIT), сосредоточили свое внимание на типе реактора, называемом токамаком – пончике или машине сферической формы, которая использует магнитные поля, создаваемые металлом. катушки для удержания плазмы или перегретых газов. Топливо (обычно на основе водорода), подаваемое в токамак, подвергается сильному давлению и температуре более 100 000 000°C. Атомы топлива сливаются вместе, выделяя огромное количество энергии в виде тепла.

Конечная цель — преобразовать это тепло в пар и привести в действие турбину, вырабатывающую электричество. Магнитные катушки удерживают безумно горячую плазму и не дают ей расплавить стенки реактора. Хитрость заключается в том, чтобы удерживать плазму, водоворот субатомных частиц, стабильным достаточно долго, чтобы произошли реакции термоядерного синтеза.

Именно эта концепция лежит в основе Международного термоядерного экспериментального реактора, крупнейшего в мире токамака, который сейчас строится на юге Франции. Это амбициозный проект, но в ноябре прошлого года было объявлено, что серьезные дефекты компонентов отодвинут первоначальную цель по производству плазмы к 2025 году на неопределенный срок. Ориентировочная стоимость проекта в 20 миллиардов евро (36 миллиардов долларов) также может стремительно расти.