Realta Fusion показала прямой отбор тока из термоядерной плазмы
Американская Realta Fusion сообщила, что впервые среди частных компаний получила электрический ток напрямую из продуктов термоядерной реакции. Эксперимент провели 19 июня на установке WHAM, которую стартап развивает вместе с Университетом Висконсина в Мадисоне. Речь не о полезной мощности для сети, а о проверке схемы, которая в будущем должна сократить потери на промежуточный тепловой цикл.
На испытании установка выдала ток в несколько ампер при напряжении около 100 В. Этого хватило для питания нескольких ламп. Для термоядерной отрасли цифра скромная, но важен сам способ отбора энергии: компания не грела теплоноситель, не производила пар и не крутила турбину, а снимала заряд непосредственно с коллектора, на который попадали уходящие из ловушки заряженные частицы.
WHAM относится к линейным магнитным ловушкам типа «магнитное зеркало», которые в русской литературе часто называют пробкотроном. В такой схеме плазму удерживают более сильные магнитные поля на концах камеры, однако часть частиц всё равно уходит через торцы. Realta пытается превратить этот конструктивный минус в источник энергии и поставить на выходе электростатический преобразователь.
В текущем опыте этот преобразователь смонтировали на торцевом кольце вместо центрального диска. Прототип состоял из трёх мелкоячеистых сеток:
- заземлённой сетки;
- сетки для отталкивания электронов;
- сетки-коллектора ионов.
Частицы, покидающие ловушку, тормозились электрическим полем коллектора. Их кинетическая энергия преобразовывалась в заряд на электроде и ток во внешней цепи. Для зеркальных систем этот подход выглядит логично: именно в них поток частиц к торцам не аномалия, а часть физики установки.
Отбор тока из термоядерной плазмы
Сейчас Realta говорит лишь о proof of concept. Компания нацелена на будущий реактор на смеси дейтерия и трития. В такой реакции около 80% энергии уносят нейтроны, и эту часть по-прежнему придётся забирать через бланкет и обычный тепловой контур. Ещё около 20% приходится на заряженные альфа-частицы, и именно их стартап хочет возвращать в электрическую систему напрямую.
Эта идея не нова для термоядерной физики, но до практических демонстраций доходит редко. Большинство крупных программ, от ITER до частных токамаков, строятся вокруг классической схемы: сначала тепло, затем турбина, затем электрогенератор. Такой путь технологически понятен, однако каждый промежуточный этап снижает общий КПД станции и увеличивает стоимость установки.
На этом фоне интерес к альтернативным конфигурациям вернулся. Helion Energy, один из самых заметных американских стартапов в секторе, тоже делает ставку на прямое получение электричества и в 2023 году подписал с Microsoft контракт на поставку 50 МВт после запуска первой коммерческой установки. Commonwealth Fusion Systems идёт другим путём и строит токамак SPARC, делая ставку на магнитное удержание и более традиционный энергосъём. У Realta ниша уже: компания продвигает именно зеркальную машину и пытается доказать, что её слабое место можно монетизировать.
Деньги в отрасли на такие эксперименты есть. По оценке Fusion Industry Association, объём частного финансирования термоядерных компаний в мире к концу 2024 года превысил $7 млрд. При этом инвесторы всё жёстче отделяют научную демонстрацию от инженерной готовности. Лампочки в лаборатории помогают привлечь внимание, но не отвечают на вопросы о ресурсе материалов, тритиевом цикле, стоимости сверхпроводящих магнитов и режиме непрерывной работы.
Для Realta следующий рубеж очевиден: показать, что прямой отбор энергии даёт не только красивый кадр, но и заметный выигрыш в энергетическом балансе всей системы. Если схема дойдёт до D-T-реактора, прямое возвращение энергии альфа-частиц может снизить собственное потребление станции. От этого параметра в конечном счёте зависит, останется ли технология научной экзотикой или превратится в коммерческий источник мощности.
