Японская компания Kyoto Fusioneering начала работу над прототипом устройства, которое может помочь компаниям, занимающимся ядерным синтезом, испытать одну из ключевых технологий, необходимых для эксплуатации будущих электростанций. Компания получила гранты от Министерства энергетики США и штата Теннесси на разработку устройства для производства топлива в Национальной лаборатории Оук-Ридж, а также объявила о переносе своей штаб-квартиры в США в город Оук-Ридж.
Проект реализуется в период, когда основное внимание в секторе термоядерной энергетики сосредоточено на самих реакторах, в которых атомы объединяются, высвобождая огромные объёмы энергии. Однако длительная эксплуатация реактора требует обширной системы вспомогательного оборудования — от систем подачи топлива и охлаждения до оборудования, способного работать с теплом и материалами, образующимися в результате реакции.
Испытание технологии производства термоядерного топлива
Новое устройство получило название Unity-3. Kyoto Fusioneering разрабатывает его совместно с Национальной лабораторией Оук-Ридж. Устройство будет испытывать технологию, известную как бридинг-бланкет, или breeding blanket, — систему, окружающую зону реакции и выполняющую две основные функции: захват энергии, выделяющейся при синтезе, и производство нового топлива для реактора.
Одна из конструкций таких оболочек основана на жидком литии, который поглощает тепло и нейтроны. Когда нейтроны сталкиваются с атомами лития, атомы распадаются на гелий и тритий — изотоп водорода, являющийся важным топливом во многих конструкциях термоядерных реакторов. Затем тритий отделяется от оболочки и возвращается в реактор, а тепло извлекается для использования в производстве электроэнергии.
Unity-3 не ограничится испытанием жидкого лития: Kyoto Fusioneering сообщила, что устройство также будет испытывать ряд других материалов, используемых в бридинг-бланкетах. Ожидается, что это поможет исследователям и стартапам практически проверить данные, значительная часть которых до сих пор была получена с помощью компьютерных моделей.
Роль компании в цепочке поставок термоядерной энергетики
Для системы бридинг-бланкета необходимы жаростойкие материалы, специально разработанные насосы и другое специализированное оборудование. Эта система представляет собой лишь одну часть полноценной термоядерной электростанции: Kyoto Fusioneering также разрабатывает системы для нагрева термоядерного топлива и преобразования его в плазму, повторной переработки несгоревшего топлива из выхлопа и извлечения тепла для использования в производстве электроэнергии.
Компания считается одним из крупнейших специализированных участников среди компаний, работающих в формирующейся цепочке поставок технологий термоядерной энергетики. Согласно данным FusionX, Kyoto Fusioneering привлекла обязательный капитал в размере 121 миллиона долларов. Кроме того, в недавнем исследовании Ассоциации термоядерной промышленности отмечается, что более половины термоядерных компаний заявили о планах сотрудничать с внешними поставщиками технологий топливного цикла, подобных тем, которые разрабатывает Kyoto Fusioneering.
Данные для использования в конструкциях реакторов
Компании Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy и Xcimer Energy будут использовать данные экспериментов, проводимых на Unity-3, при разработке своих реакторов. Эти компании представляют широкий спектр подходов к развитию термоядерной энергетики, что придаёт результатам работы устройства значение, выходящее за рамки самого проекта Kyoto Fusioneering.
Согласно логике проекта, испытание материалов и технологий бридинг-бланкетов на специализированном устройстве может помочь компаниям перейти от компьютерных оценок к экспериментальным данным, на которые можно опираться при разработке реакторов. Если технология подтвердит свою эффективность, это может укрепить позиции Kyoto Fusioneering как потенциального поставщика оборудования для термоядерных электростанций, когда такие станции будут готовы подключаться к электросети.