22.06.2022
До термоядерных станций и космических кораблей с термоядерным двигателем ещё далеко, но 22 июня Zap Energy выпустила пресс релиз о том, что компания первый раз зажгла плазму в реакторе FuZE-Q, построенном на принципе Z-pinch.
На прошлой неделе Zap Energy завершила важный этап, создав первую плазму — горячую плотную форму материи, встречающуюся в звездах — в своём новом прототипе реактора, названном FuZE-Q, предназначенном для достижения долгожданной цели Q = 1, когда процесс ядерного синтеза внутри плазмы дает больше энергии, чем было затрачено на его создание. Новый реактор потребовался после того, как в прошлом году компания продемонстрировала увеличение срока жизни плазмы в Z-pinch реакторе своей конструкции при силе тока более 500 kA.
Для ускорения вывода своей технологии на рынок компания так же объявила об окончании раунда финансирования серии C в сумме $160M.
Не требуются сверхпроводящие магниты
Zap Energy применяет революционный метод удержания и сжатия плазмы, названный Z-pinch, стабилизированным сдвиговым потоком (SFS). При Z-pinch синтезе столб плазмы, несущий электрический ток, генерирует собственное магнитное поле, которое «сжимает» плазму до тех пор, пока она не станет достаточно горячей и плотной для термоядерного синтеза. Затем SFS помогает удерживать плазму, подавляя нестабильность, которая преследовала предыдущие попытки Z-pinch синтеза.
По сравнению с преобладающими подходами к синтезу, технология Zap Energy невероятно элегантна и не требует никаких сверхпроводящих магнитов или мощных лазеров. Более простой метод производства термоядерного синтеза означает возможность создания меньших, менее сложных и легче масштабируемых систем.
В Fusion Z-Pinch Experiment (FuZE) используется набор инструментов для получения экспериментальных данных при созданию компактных термоядерных реакций.
Концептуальная основа технологии была разработана в Вашингтонском университете (UW) совместно с сотрудниками из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. Профессора UW Ури Шумлак (Uri Shumlak) и Брайан А. Нельсон (Brian A. Nelson) объединились с предпринимателем и инвестором Бенджем Конвеем (Benj Conway), чтобы в 2017 году стать соучредителями Zap Energy, ускорить, и, в конечном счёте, коммерциализировать исследование. Сейчас в компании работает более 60 сотрудников в Сиэтле, Эверетте и Мукилтео, штат Вашингтон.
«Z-пинч долгое время был привлекательным способом осуществления ядерного синтеза, но в течение многих лет исследователи считали нестабильность плазмы Z-Pinch непреодолимой проблемой», — говорит Шумлак, главный научный сотрудник Zap Energy, а также профессор аэронавтики и космонавтики Калифорнийского университета в Вашингтоне. «С помощью моделирования и эксперимента мы показали, что сдвиговые потоки могут стабилизировать термоядерную плазму и что стабильность должна распространяться на коммерчески выгодные масштабы. Команда Zap Energy добилась быстрого прогресса с тех пор, как эта технология вышла за пределы лаборатории, особенно с недавним ростом команды и инвестиций».
В термоядерном реакторе Zap Energy используется метод Z-pinch, когда линия плазмы, несущая электрический ток, генерирует магнитное поле, которое удерживает и сжимает — «зажимает» — плазму.
Условия для термоядерной реакции
Чем больше ток используется для поджига Z-Pinch, тем горячее и плотнее будет плазма, поэтому переход к все более и более высоким токам является ключевой частью продвижения синтеза Z-Pinch. Прошлой осенью Zap Energy достигла тока в 500 кА и пределов своих текущих аппаратных возможностей, и теперь начнет работу на своей платформе следующего поколения, известной как FuZE-Q, где в конце этого года установит ультрасовременный блок питания. Новая система будет рассчитана на уровни тока, необходимые для достижения эквивалентной точки научной энергетического безубыточности, когда энергия, выходящая из Z-пинча, будет больше, чем энергия, затрачиваемая на его создание. Математическое моделирование предсказывает, что эквивалентная точка Q=1 будет достигнута при силе тока около 650 кА.
Электрический ток является ключевым фактором выработки энергии при Z-Pinch синтезе, и эксперименты Zap Energy неуклонно продвигаются к получению энергии, необходимой для коммерческого синтеза.
«Команда Zap Energy приближается к массовому производству термоядерных реакторов, достаточно маленьких, чтобы поместиться в гараже», — отмечает Клэй Дюма (Clay Dumas), партнер-основатель Lowercarbon. «Эта технология, от электроснабжения тяжелой промышленности до отдаленных населенных пунктов, может иметь большое значение для обезвреживания нашей экономики с помощью энергии, которая будет дешевле, чище и более распространена».
«Мы считаем, что термоядерные технологии могут стать одним из наиболее важных достижений на благо климата и общества в целом», — добавляет Кармайкл Робертс (Carmichael Roberts), Breakthrough Energy Ventures. «Подход Zap, основанный на десятилетиях рецензируемых исследований Z-Pinch, представляет собой еще один важный шаг на пути к развитию термоядерного синтеза как жизнеспособного варианта безуглеродного получения энергии, и мы с нетерпением ждем совместной работы с ними, поскольку они продолжают двигаться по пути к коммерциализации».
Основатели Zap Energy — слева направо: главный технический директор Брайан А. Нельсон (Brian A Nelson), президент Бендж Конвей (Benj Conway) и главный научный сотрудник Ури Шумлак (Uri Shumlak).
About Zap Energy
Zap Energy создает недорогую, компактную и масштабируемую энергетическую платформу термоядерного синтеза, которая удерживает и сжимает плазму без необходимости использования дорогих и сложных магнитных катушек. Технология Zap со стабилизированным сдвиговым потоком Z-Pinch потенциально предлагает кратчайший путь к коммерчески жизнеспособному термоядерному синтезу и требует на порядки меньше капитала, чем традиционные подходы. В Zap Energy работает более 60 сотрудников на двух предприятиях недалеко от Сиэтла, и ее поддерживают ведущие финансовые и стратегические инвесторы. Посетите Zap онлайн на zap.energy
www.zapenergyinc.com/news/first-plasmas-fuzeq-series-c
