Британская компания First Light Fusion, занимающаяся разработками в области инерционного термоядерного синтеза, представила первый коммерчески жизнеспособный и совместимый с реактором путь к достижению «высокого коэффициента усиления». По заявлению компании, это позволит кардинально снизить стоимость практически безграничного источника чистой энергии.
В опубликованном техническом документе First Light Fusion (FLF) описывает новый, научно обоснованный подход к термоядерной энергии под названием FLARE – Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation (Синтез через низкоэнергетическую сборку и быстрое возбуждение). В то время как традиционный подход к инерционному синтезу предполагает одновременное сжатие и нагрев топлива для достижения зажигания, FLARE разделяет этот процесс на два этапа. Сначала топливо сжимается контролируемым и высокоэффективным способом, а затем для его поджига используется отдельный процесс, генерирующий огромный избыток энергии – концепция, известная как «быстрое зажигание».
Технология FLARE опирается на 14-летний опыт First Light в области инерционного синтеза и ее уникальную технологию управляемого усиления, создавая систему, способную достичь высокого коэффициента усиления, необходимого для конкурентоспособного производства энергии. Этот новый подход, по словам представителей компании, «ляжет в основу конструкции коммерческих реакторов, которые могут базироваться на гораздо менее мощных системах, существующих уже сегодня, открывая партнерам возможность создавать эти системы, используя технологию FLF в качестве топлива, и внедрять их по всему миру».
Коэффициент усиления – отношение произведенной энергии к затраченной в реакции синтеза – является ключевым показателем, определяющим коммерческую жизнеспособность. Текущий рекордный уровень усиления составляет 4, он был достигнут в мае этого года на Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций (NIF) Министерства энергетики США.
«Концепция FLARE, подробно описанная в техническом документе, может обеспечить коэффициент усиления энергии до 1000. Экономическое моделирование FLF показывает, что для коммерческой конкурентоспособности термоядерной энергии требуется усиление не менее 200, в то время как усиление в 1000 раз позволит получать очень дешевую электроэнергию», – заявили в компании.
По данным FLF, стоимость экспериментальной установки для достижения необходимого усиления составит одну двадцатую от стоимости NIF, и ее можно будет построить с использованием существующих, проверенных технологий. Благодаря более низким требованиям к энергии и мощности, которые обеспечивает технология FLARE, будущие коммерческие электростанции будут иметь значительно меньшие капитальные затраты по сравнению с другими схемами инерционного синтеза. При этом их сложность будет ниже, а стоимость ключевых компонентов, таких как система доставки энергии, составит одну десятую от капитальных затрат предыдущих схем «быстрого зажигания».
«Опираясь на существующие технологии, подход First Light снимает тормоза с развертывания инерционного синтеза, поскольку он потенциально может использовать существующие цепочки поставок, значительно сократить капитальные затраты, ускорить получение разрешений на планирование и снизить нормативные барьеры при развертывании коммерческих термоядерных установок», – говорится в сообщении.
«Это поворотный момент не только для First Light, но и для будущего всей энергетики, – заявил генеральный директор First Light Fusion Марк Томас. – С подходом FLARE мы проложили первый в мире коммерчески жизнеспособный и совместимый с реактором путь к инерционному синтезу с высоким коэффициентом усиления – и он обоснован реальной наукой, проверенными технологиями и практической инженерией. Путь к коэффициенту усиления в 1000 выводит нас далеко за порог, за которым термоядерный синтез становится экономически преобразующим. С помощью нашего подхода мы открываем дверь в новый промышленный сектор – и мы хотим привлечь к этому других».
Компания First Light Fusion была основана Яннисом Вентикосом с факультета машиностроения Университетского колледжа Лондона и Николасом Хокером, бывшим преподавателем инженерии в Оксфорде. Компания была выделена из Оксфордского университета в июле 2011 года при стартовом капитале от IP Group plc, Parkwalk Advisors Ltd и частных инвесторов. Последующее финансирование предоставили Invesco и OSI.
В феврале базирующаяся в Оксфордшире First Light Fusion объявила, что сосредоточится на коммерческом партнерстве с другими термоядерными компаниями, желающими использовать ее технологию усилителя, а также на не связанных с синтезом приложениях, например, для НАСА, стремящегося смоделировать высокоскоростные столкновения в космосе. Отказавшись от планов по строительству собственной электростанции, компания теперь стремится «извлечь выгоду из огромных рыночных возможностей инерционного синтеза, обеспечив более ранние доходы и снизив долгосрочные потребности в финансировании».
