Стартап Cambridge Heavy Industries из Кембриджа, штат Массачусетс, разрабатывает экспериментальное устройство ядерного синтеза, которое можно разместить на рабочем столе, пытаясь уменьшить размеры систем синтеза, обычно связанных с крупными промышленными объектами и большими массивами лазеров или магнитов.
Компания работает в скрытом режиме в небольшой лаборатории рядом с Массачусетским технологическим институтом (MIT). Соучредитель и генеральный директор Юн Кай продемонстрировал компоненты системы во время разговора с TechCrunch. Конструкция использует лазер для сжатия топливной мишени, но в ней задействовано меньше лазерных лучей по сравнению с некоторыми конструкциями инерциального удержания.
Меньшая конструкция и больше экспериментов
Система использует два основных лазера для запуска процесса зажигания. Один из них разделяется на несколько пучков, которые направляют свет концентрическими кольцами на плоскую круглую топливную мишень с последовательной синхронизацией — от внешней части к внутренней. Первое кольцо запускает волну сжатия, движущуюся к центру, а последующие кольца усиливают эту волну в нужный момент.
Когда ударная волна достигает центра мишени, другой лазер испускает импульс, создающий тепло и магнитное поле. По словам Кая, конструкция может создавать высокое давление при относительно низкой мощности лазера. Эта идея развилась из исследований лаборатории Кита Нельсона в MIT, посвящённых изучению материалов в экстремальных условиях.
Кай считает, что небольшой размер установки ускоряет эксперименты и внесение изменений: компания планирует проводить от 50 до 80 экспериментов или импульсов в день. Полученные данные будут использоваться в процессах моделирования с применением искусственного интеллекта для оптимизации конструкции.
Финансирование и план расширения
Недавно Cambridge Heavy Industries привлекла 6,2 млн долларов в посевном раунде финансирования, который возглавила Azolla Ventures при участии Overlay, Neta Foundation, P3A, MassCEC и семьи Ротрок.
В течение примерно десяти лет компания планирует разработать энергетическую установку на основе этой концепции. Она будет больше нынешней настольной модели, но меньше некоторых других установок синтеза: Кай оценивает её размер примерно в два баскетбольных поля. Основным испытанием станет вопрос о том, сможет ли конструкция вырабатывать достаточно энергии для поддержки практической установки.
Тритий как раннее коммерческое направление
До создания электростанции компания намерена использовать свои меньшие устройства для производства трития — редкого изотопа водорода, который применяется в качестве топлива на большинстве разрабатываемых установок синтеза. Его цена составляет около 30 тысяч долларов за грамм, а в настоящее время существует лишь примерно 40 килограммов этого вещества.
Каждой установке требуются ограниченные количества — порядка граммов в год, однако недавнее исследование прогнозирует дефицит примерно в 28 килограммов в 2054 году, если не появятся новые источники. По текущим ценам это эквивалентно примерно 840 млн долларов. Другие компании в сфере синтеза работают над топливными системами, которые позволят их реакторам в значительной степени обеспечивать собственные потребности в тритии, однако разработка таких систем может занять до десяти лет.
Почему эта новость важна?
Настольная модель пока не доказывает коммерческую способность вырабатывать электроэнергию, а переход от небольших экспериментов к установке потребует масштабирования конструкции и подтверждения её энергетической эффективности. Тем не менее этот подход предлагает два чётких направления развития: ускорение сбора данных с помощью небольшого устройства и попытка решить проблему нехватки трития как инфраструктурную проблему отрасли ещё до распространения установок синтеза. Открытыми остаются вопросы о способности системы практически достигать синтеза и об экономике её масштабирования.