«Стимпанковский» термоядерный реактор канадской General Fusion получил первую плазму

Компания General Fusion из Бернаби, Британская Колумбия (Канада), сообщила о получении первой плазмы на экспериментальном термоядерном реакторе Lawson Machine 26 (LM26). Запуск реактора знаменует собой начало 96-недельного эксперимента, который должен привести к переходу так называемой точки безубыточности — состояния, при котором выделяемая в процессе термоядерного синтеза энергия, равна энергии на запуск и поддержание реакции.

Источник изображения: General Fusion

На создание демонстратора LM26 ушло 16 месяцев. Это не первый и не последний прототип реактора перед созданием коммерческой термоядерной установки. Компания General Fusion стремится к этой цели более 20 лет с момента своего основания в 2002 году, оставаясь пока на значительном расстоянии от главной задачи — создания термоядерной установки хотя бы с нулевым выходом. Получение первой плазмы на LM26 даёт надежду на успешный эксперимент. Если всё пойдёт по плану, точка безубыточности будет достигнута в 2026 году.

Следует отметить, что точка безубыточности может быть научной и коммерческой. В первом случае учитывается только та энергия, которая затрачена непосредственно на поджиг термоядерного топлива. Эту точку впервые удалось достичь на установке National Ignition Facility (NIF) в США. В случае коммерческой точки безубыточности учитывается энергия всей системы, которая значительно превышает энергию, необходимую лишь для запуска термоядерной реакции. Этого пока не удалось достичь никому в мире.

Установка LM26 частично использует метод, применённый в NIF. В американской инерциальной системе поджига дейтерий-тритиевого топлива давление создаётся множеством сфокусированных лазерных лучей. В случае магнитно-инерционного синтеза (Magnetized Target Fusion, MTF) General Fusion давление на топливо создают одновременно магнитное поле и физическое сжатие рубашки внутри рабочей камеры реактора. Магнитное поле в момент искры сжимает образовавшуюся в реакторе плазму, а дополнительное давление создаёт ударная волна от сжимающейся рубашки. Интересно, что рубашка сжимается под действием паровых поршней — настоящий стимпанк.

В коммерческом термоядерном реакторе General Fusion рубашка будет состоять из жидкого металла — сплава лития и свинца. Она будет выполнять сразу несколько функций: задерживать нейтроны, возникающие во время ядерного синтеза, служить защитным экраном от радиации, а также работать в качестве теплоносителя, передающего тепло для последующей выработки энергии. В демонстрационной установке LM26 рубашка представляет собой оболочку из твёрдого лития, которую сжимают электромагниты.

Идею MTF-реактора предложили американские учёные ещё в 1970-х годах. Однако им не удалось добиться в нём устойчивой термоядерной реакции. В General Fusion считают, что проблема заключалась в недостаточно точном управлении поршнями, обеспечивающими сжатие оболочки и плазмы. Современные вычислительные системы способны решать такие задачи, и компания обещает доказать это уже в ближайший год.