Британский стартап, дочерняя компания Оксфордского университета First Light Fusion утверждает, что им уже экспериментально отработана технология термоядерного синтеза, которая полагается не на лазеры и мощные магниты, а на генерацию мгновенных ударных волн. Об этом сообщает интернет-издание Interesting Engineering (IE). Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Новый метод предлагает «самый быстрый, простой и дешевый путь к коммерческой термоядерной энергии», объясняет в пресс-релизе британская компания First Light Fusion. Удивительно, но он вдохновлен одним из самых маленьких существ в океане – креветкой.
Правительства во всем мире все больше поддерживают предприятия по ядерному синтезу, поскольку они могут обеспечить практически неограниченную чистую энергию. Термоядерный синтез вырабатывает энергию таким же методом, как Солнце и другие звезды, – сталкивая атомы с силой, позволяющей им сливаться в более тяжелые элементы. Такой синтез высвобождает огромное количество тепловой энергии, за счет которой можно генерировать электричество.
В настоящее время большинство крупных проектов термоядерных реакторов-токамаков полагаются на лазеры и невероятно мощные магниты для сдерживания невероятно горячей реакции плазмы.
Метод First Light Fusion использует принципиально иной подход. Используя рельсотрон, по «мишени» запускается «снаряд», разогнанный до гиперзвуковой скорости, что позволяет сгенерировать специально рассчитанные по синхронности схлопывающиеся ударные волны, которые мгновенно создают уровни давления, почти в миллиард раз превышающие атмосферное давление воздуха на уровне моря.
Эти уровни давления достаточно высоки, чтобы заставить небольшие встроенные топливные таблетки дейтерия взорваться на достаточно высоких скоростях, чтобы преодолеть межъядерное отталкивание и запустить процесс термоядерной реакции синтеза.
First Light Fusion объясняет, что его технология была вдохновлена изучением поведения креветок семейства раков-щелкунов (Alpheidae), которые охотятся на ничего не подозревающую добычу, щелкая клешнями с такой высокой скоростью, что создается мощная ударная волна, оглушающая жертву.
Компания разработала метод, основанный на принципах охоты раков-щелкунов, который мог создать условия, необходимые для термоядерного синтеза. «Снаряд» выстреливается с использованием электромагнитной конструкции, которая позволяет ему развивать огромную скорость – порядка 24 000 километров в час. При попадании снаряда в цель ударное давление составляет примерно 100 гигапаскалей. Благодаря особой конструкции «мишени» это давление увеличивается примерно до одного терапаскаля.
Когда топливная таблетка взрывается, окончательный параметр давления способен достичь огромного показателя в 100 терапаскалей. Топливный элемент при этом, согласно пояснению разработчиков технологии, становится «самым быстродвижущимся объектом на Земле», достигающим почти что «субсветовой» скорости в 252 000 км/ч. Топливная таблетка в таких условиях сжимается с нескольких миллиметров до менее чем 100 микрон, чего достаточно для протекания термоядерных реакций. Затем эта высвобожденная энергия передается через теплообменник и питает бассейн с жидким литием, вырабатывая электроэнергию.
First Light Fusion заявляет, что коммерческая электростанция, использующая данную конструкцию, будет иметь мощность около 744 МВт, что немного меньше, чем у типичной атомной электростанции, но без риска расплавления реактора. Компания заявила, что уже добилась термоядерного синтеза, используя свою конструкцию, и «работает над созданием пилотной установки, производящей порядка 150 МВт электроэнергии и стоимостью менее 1 миллиарда долларов, к 2030-м годам».