Революция в энергетике: чего ждёт мир от ядерного синтеза в 2030 году

Ученые приблизились к созданию доступной и эффективной технологии ядерного синтеза.

Если удастся коммерциализировать технологии ядерного синтеза, они смогут стать экологически чистым источником энергии: без выбросов углерода и почти без радиоактивных отходов. Однако на пути к этому стоят серьёзные технические и финансовые преграды, которые ученые до сих пор пытаются преодолеть.

Одним из значимых достижений в этой области стала работа исследователей из калифорнийской компании TAE Technologies, которым удалось существенно снизить стоимость и упростить реализацию синтеза — при этом сохранив его высокую эффективность.

Обычно для запуска ядерного синтеза необходимо нагреть плазму до сверхвысоких температур и удерживать высвобождаемую энергию с помощью специальной технологии, называемой Field-Reversed Configuration (FRC). Эта конфигурация создает собственное магнитное поле, которое позволяет вырабатывать энергии в десятки раз больше, чем в традиционных токамаках, и делает использование топлива на основе водорода и бора — одного из самых экологически безопасных вариантов — более реалистичным.

Однако до сих пор создание плазмы с использованием FRC было дорогостоящим и нестабильным процессом.

Решение TAE, описанное в журнале Nature Communications, заключается во впрыске нейтральных частиц в новый ускоритель компании под названием Norm, который помогает эффективно нагревать и стабилизировать FRC-плазму.

По данным компании, новая технология может снизить размеры, сложность и стоимость оборудования до 50%, что делает синтез более доступным и приближает его к коммерческому использованию.

На фоне роста мирового потребления энергии и усиливающегося климатического кризиса особенно важно отказываться от ископаемого топлива. В 2023 году сжигание угля и нефти привело к выбросу в атмосферу 36,8 миллиардов тонн углекислого газа, сообщает NASA Earth Observatory. Это усиливает парниковый эффект, провоцирует экстремальные погодные явления и ставит под угрозу продовольственную безопасность.

В отличие от традиционной атомной энергетики, основанной на делении ядер (и сопровождающейся радиоактивными отходами), синтез обеспечивает мощный и чистый источник энергии без подобных рисков.

Разработка установки Norm прокладывает путь к созданию более компактных, эффективных и надежных установок, необходимых для успешной коммерциализации, заявил генеральный директор TAE Михл Биндербауэр.

По его словам, это достижение значительно ускоряет приближение компании к коммерчески жизнеспособному синтезу на водород-борном топливе, которое может стать безопасным, чистым и практически неисчерпаемым источником энергии для будущих поколений.

Следующим шагом станет создание прототипа реактора Copernicus, который, как надеются инженеры, подтвердит реальную возможность синтеза как источника энергии уже до 2030 года. А полноценная электростанция TAE под названием Da Vinci может заработать уже в начале 2030-х годов, пишет Yahoo News.

Уточнения

Токама́к (тороидальная камера с магнитными катушками) — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза.