Британська First Light Fusion знайшла спосіб досягнути термоядерної реакції без дорогих потужних лазерів чи магнітів. В основі її технології – надзвукова швидкість снаряда з рейкової гармати.

Не пропустіть Вчені з Австралії досягли термоядерного синтезу: що це означає

Технологія, яку розробляє оксфордський стартап First Light Fusion, натхненна раками-лускунами та їхньою "підводною зброєю". Клацнувши клешнями з разючою швидкістю, вони створюють ударні хвилі, розганяючи струмені води майже до 100 км/год. Від такої швидкості вода випаровується, створюючи крихітні бульбашки. Вони зіштовхуються між собою і швидко лопаються, але на короткий проміжок часу пара всередині них нагрівається до десятків тисяч градусів.

Як реалізували технологію

Інженери First Light взяли цей ефект за основу та спробували посилити його. Вони виготовили низку невеликих мішеней кубічної форми зі стороною близько 1 см, які створювали ударні хвилі та бульбашки внаслідок дії снаряда, що рухається з величезною швидкістю. Ці хвилі багато разів збільшували тиск у невеликій, розміщеній точно в центрі капсулі з паливом.

Снаряд розганявся електромагнітним апаратом, подібним до рейкової гармати, до 6,5 км/с (23 400 км/год) або до 1/19 швидкості звуку. При попаданні його в ціль тиск зростав до 100 ДПа. Хитромудра конструкція мішені посилювала цей тиск ще в 10 разів – до 1 ТПа, а при вибуху капсули хвилі тиску з усіх боків доводять цей показник до 100 ТПа, внаслідок чого паливо прискорюється до 70 км/с (252 000 км/год).

Злиття снарядів: дивіться відео

У цю мить паливо стає найшвидшим на Землі об'єктом, а тиску і температури вистачає, щоб запустити термоядерну реакцію синтезу. Вона виділяє значний обсяг теплової енергії та нейтронів, які поглинають стіни рідкого літію завтовшки метр, що оточують камеру. Тепло перетворює воду на пару, яка обертає турбіну і виробляє електрику.

Застосування на практиці

За підрахунками First Light, кожна ціль зможе виробляти достатньо енергії, щоб живити середній будинок однією сім'ю протягом року. Тобто близько 6,2 МВт*год. У робочому режимі електростанція зможе видавати стільки енергії кожні 30 секунд, тобто її потужність становитиме 755 МВт – трохи менше 1 ГВт, які видає середня АЕС у США. Але без ядерних відходів та ризику аварії.

Компанія вже продемонструвала дослідний зразок інспекції з Бюро атомної енергії Великобританії разом з усіма технічними та експериментальними даними та статистичним аналізом. Експерти підтвердили, що за кількістю нейтронів один постріл відповідає реакції термоядерного синтезу на дейтерієвому паливі.

При цьому компанія витратила на свою технологію лише 59 мільйонів доларів, тоді як найскромніший бюджет проєкту ITER дорівнює приблизно 200 мільярдам доларів.

First Light сподівається побудувати пілотну електростанцію на 150 МВт та вартістю менше 1 мільярда доларів у 2030-х роках.