Zap Energy зажгла в прототипе термоядерного реактора нового поколения FuZE-Q первую плазму

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 реакторов.

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-pinch 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 плазменный шнур, несущий электрический ток, генерирует магнитное поле, которое удерживает и сжимает — «зажимает» — плазму.

Условия для термоядерной реакции

Чем больший ток разряда 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 энергетической безубыточности, когда энергия, генерируемая реактором, станет больше, чем энергия, затрачиваемая на поддержание его работы. Математическое моделирование предсказывает, что эквивалентная точка Q=1 будет достигнута при силе тока около 650 кА. Для коммерческого реактора Q должно быть порядка 15-20 и ток разряда в районе 1,5-2 миллионов ампер.

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 ^[1]
www.zapenergyinc.com/news/first-plasmas-fuzeq-series-c ^[2]