Импульсный термоядерный реактор Texatron выдал 32,6 ГВт за микросекунду в новых расчетах инженеров

Стартап American Fusion готовится к запуску очередного цикла тестов на инновационной термоядерной установке Texatron. На исследовательский объект уже прибыла портативная вакуумная камера, призванная обеспечить условия для дальнейших изысканий в сфере импульсного сжатия плазмы в экстремальных режимах давления и температуры.

Главное отличие Texatron от традиционных токамаков заключается в отказе от длительного удержания плазмы мощными сверхпроводящими магнитами. Вместо этого аппарат задействует кратковременные электромагнитные импульсы, мгновенно обжимающие плотный плазменный шнур всего на одну микросекунду — именно в этот миг формируются параметры, критически важные для запуска реакции синтеза.

Создатели проекта отмечают, что в ходе прошлых тестов плазма внутри камеры неоднократно раскалялась до состояния, создающего давление порядка 100 000 атмосфер. Возникающее при этом магнитное поле эквивалентно колоссальным 160 Тесла, но поскольку оно генерируется исключительно в момент импульса, отпадает нужда в габаритных стационарных магнитных системах.

В качестве рабочего вещества специалисты намерены применять комбинацию дейтерия и гелия-3. Чтобы оценить потенциал методики, инженеры просчитали параметры двух модификаций реактора для рабочей температуры плазмы в 700 миллионов кельвинов, давления 100 000 атмосфер и микросекундного времени удержания.

Малогабаритная модификация, оснащенная 11-дюймовой камерой, спроектирована с расчетом на создание энергосистемы на 500 кВт. Моделирование показывает, что единичный импульс должен инициировать примерно 1,3 × 10¹⁵ реакций синтеза с выделением около 3,9 кДж тепла, причем пиковая тепловая мощность на мгновение возрастает до 3,9 ГВт.

Масштабная 23-дюймовая камера превосходит базовую по рабочему объему более чем в восемь раз. Согласно симуляции, она способна выдавать 1,1 × 10¹⁶ реакций и 32,6 кДж за вспышку, что соответствует пиковой мощности в 32,6 ГВт. Именно эта схема видится разработчикам фундаментом для будущей электростанции мощностью 5 мегаватт.

Тем не менее, руководство American Fusion делает акцент на принципиальном нюансе: все упомянутые цифры отражают лишь теоретический выход энергии в результате ядерных превращений. Установка пока не вышла на безубыточный уровень и не доказала способность производить больше энергии, чем расходуется на ее работу.

Предстоящая серия экспериментов затронет диапазон энергий плазмы от 50 до 200 кэВ. Ученые намерены выяснить, способно ли импульсное магнитное воздействие гарантировать должную стабильность плазменного шнура на пути к самоподдерживающейся реакции.

Перспективная стратегия компании предусматривает выпуск линейки модульных генераторов мощностью от 1 до 500 МВт. Тем не менее, инициатива носит чисто исследовательский характер — практическая генерация коммерческой энергии с помощью данной технологии пока не осуществлена.

Источник: iXBT