Pacific Fusion начала строительство экспериментальной установки в Альбукерке, штат Нью-Мексико, стремясь преодолеть одно из главных практических препятствий на пути превращения ядерного синтеза в коммерческий источник электроэнергии: производство энергии, достаточной для работы установки, в которой происходит сама реакция.
Компания называет эту цель «чистым энергобалансом установки» (net facility gain) и намерена достичь её к 2030 году. Это отличается от доказательства того, что отдельная термоядерная реакция произвела больше энергии, чем поглотило топливо: на этом этапе необходимо учитывать потребление всего оборудования и установки. Согласно материалу, ни одному устройству или эксперименту пока не удалось достичь такого уровня, хотя Национальная установка зажигания (National Ignition Facility) доказала, что управляемые термоядерные реакции могут производить больше энергии, чем потребляет топливо, но всё ещё далека от автономной работы установки.
Как Pacific Fusion будет испытывать свой подход?
Компания использует мощные и точно скоординированные электрические импульсы для создания магнитного поля вокруг топливной мишени размером примерно с ластик карандаша, а затем сжимает её до степени, при которой атомы топлива сливаются. Экспериментальная установка будет включать 156 импульсных блоков. Каждый блок содержит 32 кольцевые ступени, а каждая ступень состоит из 10 меньших блоков, в каждом из которых есть два конденсатора для хранения энергии и переключатель для её высвобождения.
Ранее в этом году Pacific Fusion испытала уменьшенную до трети размера импульсного блока версию и достигла пиковой мощности в 440 гигаватт в течение 80 наносекунд. Компания сочла результаты достаточными для продолжения строительства установки. Ожидается, что экспериментальная версия будет выполнять ограниченное число «выстрелов» в день, тогда как электростанции полного масштаба потребуется выполнять один выстрел каждую секунду.
Что меняется на практике?
По словам сооснователя и технического директора компании Keith LeChien, каждый импульс экспериментальной системы должен производить около 100 мегаджоулей — примерно в десять раз больше, чем выход Национальной установки зажигания. Помимо испытаний чистого энергобаланса установки, на площадке будут проводиться эксперименты, связанные с национальной безопасностью и высокоэффективным синтезом. В США есть и другие площадки для подобных исследований, однако источник отмечает, что Национальная установка зажигания начала демонстрировать признаки старения.
Pacific Fusion заявляет, что коммерческой станции потребуется производить примерно в пять раз больше энергии, чем экспериментальная установка, отчасти для покрытия потребностей дополнительного оборудования, необходимого электростанции. Компания ставит целью запустить коммерческую станцию в середине 2030-х годов, если её не задержат требования к масштабированию или надёжности.
Гонка за финансированием и нерешённые проблемы
Pacific Fusion была основана в 2023 году и привлекла более миллиарда долларов в раунде Series A, связанном с достижением конкретных этапов. Компания считает, что это финансирование позволило ей планировать работу на более длительный срок, не возвращаясь к привлечению средств каждые несколько лет. Однако она вступает в гонку с хорошо финансируемыми компаниями, среди которых Commonwealth Fusion Systems, Helion Energy, Proxima Fusion и Inertia Enterprises; все они рассчитывают подключить термоядерную станцию к сети в середине 2030-х годов или раньше.
Значение проекта заключается в том, что он переносит проверку с производительности отдельной реакции или устройства на производительность всей системы. Однако источник пока не подтверждает успех компании в достижении чистого энергобаланса или её способность поддерживать коммерческую частоту выстрелов. Поэтому плотность импульсов, эффективность оборудования и переход от ограниченного числа выстрелов в день к одному выстрелу в секунду останутся ключевыми вопросами, прежде чем коммерческие сроки можно будет считать реалистичными.