Канадское правительство выделило средства на исследования по термоядерной энергетике

29 октября 2018

Правительство Канады выделило 49,3 миллиона канадских долларов (37,5 миллионов долларов США) компании "General Fusion" - единственной в стране компании, занимающейся проблематикой термоядерных электростанций. Сообщение об этом сделали представители сразу двух канадских ведомств - министерства инноваций, науки и экономического развития и министерства национальной обороны.

Оно сопровождалось заявлением о том, что инвестиции позволят создать до 400 новых рабочих мест, а также поддержат проект по созданию головной термоядерной электростанции, призванной продемонстрировать практический подход к коммерциализации термоядерной электроэнергии.

"Технология "General Fusion" обладает потенциалом для революционизации процесса генерации электроэнергии и для превращения провинции Британская Колумбия и Канады в целом в мирового лидера по термоядерным технологиям", - говорится в заявлении.

Компания "General Fusion" была создана в 2002 году. В настоящее время в ней работает более 70 человек.

Концепция термоядерного синтеза, которую отрабатывает канадская компания, значительно отличается от других рассматриваемых в мире концепций. Неофициально её называют термоядерным стимпанком.

"В сферическом реакторе GF сотня мощных паровых молотов, расставленных по периметру, будет синхронно ударять во вращающуюся трёхметровую "каплю" из расплавленного свинца с добавкой лития, чтобы сформировать сходящуюся сферическую волну.

В центре капли остаётся вертикальный канал, в который инжектируются плазменные вихри из дейтерий-тритиевой смеси.

Точно рассчитанная работа системы приведёт к сжатию (вихрей) ровно в центре плазменного образования жидкометаллической стенкой и произойдёт термоядерная реакция, в ходе которой выделится эквивалент взрыва нескольких десятков тонн тротила". 

Выделяющаяся в реакции синтеза энергия будет выноситься жидким свинцом-литием в теплообменник/парогенератор. Часть производимого пара будет направляться на паровые молоты (собственные нужды), а остальная часть будет использоваться для генерации электроэнергии.

В настоящее время компания поставила перед собой цель создать демонстрационную станцию, которую она называет "70%-ная опытная установка". Следующей после неё должна появиться 100%-ная коммерческая станция. Расходы на создание демонстрационной станции в компании оценивают как "несколько сотен миллионов долларов".

В конце 2016 года "General Fusion" получила 100 миллионов долларов от группы инвесторов и канадского государственного фонда. Сейчас ей предоставили ещё 37,5 миллионов долларов. Процесс сбора средств продолжается, среди возможных инвесторов - правительство Малайзии.

Компания ведёт переговоры с возможными поставщиками оборудования. Так, оборудование из титана может поставить "GE Additive".

Для демонстрационной установки будет выбран D-D синтез. Добавка трития, по мнению компании, представляет собой хорошо изученный процесс, поэтому вопрос о D-T синтезе в канадском проекте отодвинут на стадию коммерческой станции.

Число паровых молотов в демонстрационной установке будет исчисляться "сотнями, возможно, 500". В дальнейшем предполагается провести работу по оптимизации их количества.

В настоящее время в компании ведутся исследования с 14 молотами. Это не позволяет создавать плазму, и исследования концентрируются на "инженерных вопросах".

Вместе с тем, следует признать, что исследования в канадской компании проходят не так быстро, как ожидалось изначально, и на пути к созданию действующей термоядерной установки канадским специалистам придётся преодолеть немало трудностей.

О некоторых из этих трудностей говорится в материале, опубликованном вблоге Tnenergy. Приведём ниже часть этого материала.

"В 2009, когда стартап только получал свои первые деньги, у них существовало намерение пройти разработку до прототипа термоядерного реактора с каким-то (небольшим) выходом термоядерной энергии к 2014 году.

Считалось, что самая большая проблема с сферической симметрией сжимающего жидкометаллического лайнера преодолима, а с плазмой "всё сделали предшественники".

Напомню, что GF собираются сжимать плазменный вихрь, называемый "компактный тороид", сначала магнитным полем, а затем сходящейся в свинцовой капле ударной волной.

Сжатие плазмы магнитным полем практически всегда сопровождается неустойчивостями и разрушением этой плазмы, и здесь первоначальный оптимизм GF натолкнулся на стену реальности ещё в 2013 году, когда был создан первый прототип плазменного инжектора.

…попутно со строительством стендов для отработки разных агрегатов будущего реактора строится ряд прототипов плазменных инжекторов-компрессоров в надежде найти правильный подход.

В 2016 году возникает магнитный плазменный компрессор SPECTOR. Эта установка уже не является частью будущего реактора, а просто исследовательский стенд в попытке достичь нужного сжатия плазмы.

Путём разных ухищрений компрессию удаётся поднять, но судя по данным, показанным на конференции FPA в декабре 2016 - всё равно ещё недостаточно: плазма не достигает нужной плотности примерно в три раза и разрушается неустойчивостями.

А главное, все эти ухищрения, похоже, не совместимы с будущим реактором GF".