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:
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.
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.
