Для стартапів у галузі керованого термоядерного синтезу найважче вже позаду: завдяки проривному експерименту 2022 року ми знаємо, що контрольовані реакції синтезу можуть виробляти більше енергії, ніж споживають. Але тепер компаніям потрібно довести, що їхні реактори можуть генерувати достатньо електроенергії, щоб це було рентабельно.
Один зі шляхів — просто підняти температуру, отримуючи більше тепла для виробництва більшої кількості пари, яка обертатиме більшу турбіну. Інший — збирати електроенергію безпосередньо з реакцій синтезу, що потенційно є набагато ефективнішим підходом.
Realta Fusion повідомила, що під час експерименту 19 червня їй вдалося запалити лампочку, використавши електроенергію, зібрану безпосередньо з WHAM, демонстраційного термоядерного пристрою компанії. Стартап із Вісконсину вважає, що це перша приватна компанія, яка публічно продемонструвала такий результат.
“Ми можемо знімати потужність з плазми”, — розповів TechCrunch співзасновник і генеральний директор Realta Fusion Кіран Фурлонг. Ця віха показує, “що можливо”, додав він.
Realta планує використовувати пряме перетворення енергії для нагріву плазми у своєму реакторі — процесу, який потребує дуже багато енергії. За оцінкою Фурлонга, ефективність прямого перетворення становить близько 90%, тобто 90% потенційної енергії перетворюється на електрику. Для порівняння, парові турбіни в сучасних реакторах поділу мають ефективність близько 33%. Чим більше енергії компанія зможе зібрати, тим швидше вона вийде на прибутковість.
Кожна електростанція споживає частину виробленої енергії просто на власні потреби, і термоядерні реактори не є винятком. Головний виклик для термоядерних стартапів сьогодні — створити реактори, які вироблятимуть більше енергії, ніж споживають. Перевага у вигляді вищої ефективності прямого перетворення має полегшити подолання цього бар’єра.
Близько 20% енергії від реакцій синтезу на основі дейтерію-тритію, які Realta планує використовувати у своїх комерційних реакторах, припадає на заряджені ядра гелію, так звані альфа-частинки. Стартап побудував прототип перетворювача електроенергії та встановив його на виході реактора. Там йому вдалося зібрати достатньо “альфа-потужності”, щоб отримати кілька амперів струму при напрузі 100 вольт, чого вистачило для живлення кількох лампочок.
У масштабах комерційної електростанції такі перетворювачі прямої енергії мають забезпечити достатньо потужності для нагріву плазми. “Ви фактично можете рециркулювати електроенергію”, — пояснив Фурлонг.
Зрештою, за його оцінкою, така “циркулярність” може збільшити сумарну вихідну потужність комерційної електростанції на 20–30%. “Розкрутити своєрідний електричний маховик, якщо хочете, дуже вигідно”, — сказав він.
Хоча Realta, можливо, першою продемонструвала пряме перетворення енергії на практиці, вона не єдиний стартап, який планує використати цю технологію у своєму реакторі. Для Helion — компанії, яку підтримує Сем Альтман, — пряме перетворення енергії є ключовим елементом планів, хоча публічно вона ще нічого подібного не демонструвала.
Збір електроенергії безпосередньо з термоядерної реакції “дійсно допомагає економіці” конструкції реактора, підсумував Фурлонг.