Бесконечная энергия возможна: найден способ непрерывно вырабатывать 400 МВт

Компания Commonwealth Fusion Systems построит в Вирджинии (США) термоядерную электростанцию ARC — Affordable, Robust, Compact ("доступный, надежный, компактный"). Она сможет непрерывно вырабатывать 400 МВт чистой, практически безграничной энергии, пишет newatlas.com.

Термоядерный синтез, процесс слияния атомных ядер для высвобождения огромного количества энергии, — это та же реакция, которая питает звезды, такие как Солнце. В отличие от ядерного деления, которое расщепляет атомы и создает опасные радиоактивные отходы, синтез использует изотопы водорода (например, тритий и дейтерий) и производит гелий в качестве безвредного побочного продукта. Он долгое время был "святым Граалем" чистой, неограниченной энергии и имеет потенциал для революции в мировом энергетическом ландшафте.

Реактор SPARC будет использовать совершенно новую систему высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, разработанную CFS, для удержания перегретой плазмы при температуре более 100 млн градусов Цельсия в защитной оболочке в форме пончика, называемой токамаком. Цель состоит в том, чтобы достичь устойчивого горения, которое будет непрерывно вырабатывать электроэнергию, как обычная электростанция. В случае успеха он сможет обеспечить электроэнергией 150 000 домов без экологических недостатков ископаемого топлива.

Хотя синтез по своей сути безопаснее деления, он не совсем без риска. Высокоэнергетические нейтроны, выделяющиеся в процессе синтеза, могут разрушать материалы реактора, делая обслуживание постоянной заботой. Со временем нейтроны эффективно облучат реактор и окружающие материалы. Тритиевое топливо, которое является слаборадиоактивным, требует осторожного обращения, чтобы предотвратить утечки.

Еще одна проблема, которая была "преодолена" совсем недавно, — это удержание плазмы. Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) в феврале 2024 года удалось добиться непрерывного горения плазмы в течение 48 секунд — самого длительного на сегодняшний день. В отличие от Солнца, которое использует сильное гравитационное давление для поддержания плазмы, термоядерные реакторы используют магнитные поля или лазеры для стабилизации реакции. В конструкции токамака SPARC компании CFS используются магниты. Любое нарушение процесса, например, потеря мощности или механическая неисправность, приведет к тому, что плазма остынет почти мгновенно — за миллисекунды — и, таким образом, реакция прекратится.

Термоядерная энергия представляет собой почти идеальное энергетическое решение. Она обильна, чиста и устойчива. Один грамм топлива может произвести столько же энергии, сколько 10 тонн угля, и теоретически может обеспечить энергией один дом в США в течение 850 лет, при этом производя гораздо меньше радиоактивных отходов, которые представляют гораздо меньший риск, чем те, которые производятся на заводах, использующих ядерное деление.

Проект реактора ARC в Вирджинии может проложить путь к лучшему будущему. Хотя некоторые проблемы еще предстоит преодолеть, если CFS сможет выполнить свои обещания, безграничная, чистая энергия может выйти за рамки научной фантастики и стать реальностью.