32,6 ГВт на одну микросекунду: инженеры рассчитали характеристики нового импульсного термоядерного реактора Texatron
Американская компания American Fusion начинает новый этап испытаний экспериментальной термоядерной установки Texatron. На площадку уже доставили мобильную вакуумную камеру, в которой инженеры продолжат эксперименты по импульсному сжатию плазмы при экстремальных температурах и давлениях.
Термояд без огромных магнитов
Источник изображения: American Fusion
В отличие от классических токамаков, Texatron не удерживает плазму сверхпроводящими магнитами в течение длительного времени. Вместо этого установка создает короткие электромагнитные импульсы, которые сжимают плотный плазменный столб примерно на одну микросекунду. Именно в этот момент возникают условия, необходимые для термоядерного синтеза.
По данным разработчиков, в предыдущих испытаниях удалось многократно достичь внутреннего давления плазмы около 100 000 атмосфер. Эквивалентное магнитное поле составляет примерно 160 Тесла, однако Texatron формирует его только во время импульса, это избавляет от необходимости использовать огромные постоянные магнитные системы.
В качестве топлива компания рассматривает смесь дейтерия и гелия-3. Для оценки возможностей технологии инженеры смоделировали две версии установки при температуре плазмы около 700 миллионов градусов Кельвина, давлении 100 000 атмосфер и времени удержания в одну микросекунду.
Компактная версия с 11-дюймовой камерой рассчитана на создание энергетической системы мощностью около 500 кВт. По расчетам, один импульс должен обеспечивать около 1,3 × 10¹⁵ термоядерных реакций и выделять примерно 3,9 кДж тепловой энергии. Мгновенная тепловая мощность достигает 3,9 ГВт.
Более крупная 23-дюймовая камера увеличивает рабочий объем более чем в восемь раз. Для нее модель прогнозирует уже 1,1 × 10¹⁶ реакций и 32,6 кДж энергии за импульс, что эквивалентно пиковой мощности 32,6 ГВт. Именно эта конфигурация рассматривается как основа будущей 5-мегаваттной установки.
При этом American Fusion подчеркивает важную деталь: речь идет исключительно о расчетной энергии, выделяемой термоядерными реакциями. Установка пока не достигла положительного энергетического баланса и еще не доказала способность вырабатывать больше энергии, чем потребляет сама система.
Следующая серия испытаний пройдет в диапазоне энергий плазмы от 50 до 200 кэВ. Исследователи хотят выяснить, сможет ли импульсное магнитное сжатие обеспечить достаточную стабильность плазмы для приближения к самоподдерживающейся термоядерной реакции.
В долгосрочной перспективе компания рассчитывает создать семейство модульных энергетических установок мощностью от 1 до 500 МВт. Однако проект остается экспериментальным: ни получение чистой энергии, ни коммерческая эксплуатация технологии пока не продемонстрированы.