First Light Fusion
Британская компания First Light Fusion (FLF) предложила первую в мире концепцию коммерческого термоядерного синтеза FLARE, совместимую с современными реакторами.
В официальном документе FLF объясняет процесс инерционного термоядерного синтеза с «высоким коэффициентом усиления». В компании назвали новый подход Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation (FLARE).
Традиционный инерционный термоядерный синтез предусматривает одновременное сжатие и нагрев топлива для его воспламенения. В процессе FLARE эти этапы разделены — сначала происходит контролируемое сжатие топлива, а затем отдельный этап воспламенения. В результате этого генерируется большой избыток энергии в рамках концепции под названием «быстрое сжигание».
Вместо мощных лазеров в FLF используют цилиндрические мишени с плотным непрозрачным толкателем для сжатия топлива. Это позволяет значительно сократить количество необходимой входной энергии.
Потери ниже, удержание дольше, а зажигание осуществляется от вспомогательного источника, например, лазера с короткими импульсами или импульсной системы питания. Импульсная энергия, используемая в процессе FLARE, представляет собой значительно более дешевую альтернативу мощным лазерам. Низковольтная конструкция устраняет сложности, которые ограничивали возможности импульсных ионисторных элегазовых установок. Синтез проходит в бассейне с жидким литием, динамически структурированным инертным газом.
«Эта конструкция поглощает нейтроны, производит тритий, улавливает тепло и защищает стенки реактора без необходимости использования сложных твердотельных конструкций», — отмечают в First Light Fusion.
Представители компании подчеркивают, что концепция FLARE базируется на многолетнем опыте и исследованиях, направленных на сбережение энергии при зажигании и горении, а также — достижение высокого коэффициента усиления при использовании маломощного драйвера. Сейчас в FLF планируют проверить работоспособность каждого компонента на имеющихся экспериментальных установках.
Теперь компания будет моделировать, проектировать и создавать прототипы мишеней для научного и инженерного обоснования своего первого демонстрационного реактора. В FLF отметили, что новая концепция ядерного синтеза может обеспечить чрезвычайный коэффициент усиления в 1000 раз, по сравнению с действительным экспериментальным уровнем в 4 раза и на порядок выше, чем другие предложенные схемы инерционного термоядерного синтеза.
Усиление, когда в результате реакции образуется больше энергии, чем поступает изначально, долгое время было недостижимым и не позволяло вывести термоядерный синтез на уровень коммерческого использования. В настоящее время рекорд составляет четыре, он был достигнут на Национальном объекте зажигания (NIF) Министерства энергетики США в мае 2025 года.
Моделирование FLF демонстрирует, что для коммерческой, конкурентоспособной термоядерной энергетики необходим прирост не менее 200. Если удастся достичь прироста в 1000, это может существенно снизить стоимость термоядерного синтеза.
Кроме этого концепция FLARE снижает ожидаемую стоимость термоядерной электростанции. Ожидается, что стоимость экспериментальной установки с коэффициентом усиления будет стоить 1/20 от стоимости NIF — единственной установки в мире, которой удалось достичь усиления.
«Это поворотный момент не только для First Light, но и для будущей энергетики. Благодаря подходу FLARE мы разработали первый в мире коммерчески жизнеспособный, совместимый с реакторами путь к инерционному термоядерному синтезу с высоким коэффициентом усиления, основанный на реальной науке, проверенных технологиях и практическом инжиниринге. Путь к росту в 1000 раз выводит нас далеко за пределы порога, за которым термоядерный синтез становится экономически трансформационным. Благодаря нашему подходу мы открываем двери в новый промышленный сектор — и хотим повести за собой других», — отмечает гендиректор First Light Fusion Марк Томас.
Источник: Interesting Engineering
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.