Ученые по всему миру продвигаются, пробуя различные методики для достижения коммерческой энергии термоядерного синтеза.
Большая часть обсуждений вокруг термоядерного синтеза долгое время крутилась вокруг его обещания - потенциала создания неограниченного количества энергии. Однако реальность для этого так называемого святого грааля чистой энергии заключалась в том, что он всегда был недостижим, поскольку ученым долгое время не удавалось достичь существенного чистого энергетического выигрыша от реакции термоядерного синтеза - когда выход энергии значительно превышает энергию, необходимую для создания этой реакции. Но это меняется. Прогресс достигается благодаря проектам, таким как международный ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор) во Франции и исследованиям в американских лабораториях, включая Национальный центр термоядерного возбуждения (NIF) в Калифорнии, который в 2022 году стал первым местом, достигшим воспламенения. Это момент, когда термоядерная реакция становится самодостаточной, производя больше энергии, чем необходимо для ее запуска и поддержания, создавая чистый выигрыш энергии - другими словами, производя больше энергии из реакции синтеза, чем было нужно для ее начала. Несколько компаний занимаются исследованиями и разработкой проектов, связанных с термоядерным синтезом; для многих из них целью является строительство коммерческой термоядерной электростанции. Несколько из этих групп предоставили информацию журналу POWER о своем прогрессе в области термоядерного синтеза, описав свои проекты, которые принесут крупные изменения в сектор производства электроэнергии.
Commonwealth Fusion Systems
Штаб-квартира в Массачусетсе Commonwealth Fusion Systems (CFS) создала много шума вокруг коммерческой термоядерной энергии. Эксперты отрасли сказали, что годы мировых исследований установили конфигурацию на основе токамака как наиболее эффективный подход к термоядерному синтезу. Многие построенные до сих пор токамаки были крупного размера; CFS идет другим путем, используя революционные высокотемпературные сверхпроводящие магниты [HTS], разработанные в сотрудничестве с MIT [Массачусетский технологический институт], чтобы строить более маленькие и более дешевые систеы токамаков для термоядерного синтеза, согласно компании. CFS производит эти магниты и строит то, что называется первой в мире коммерчески значимой термоядерной энергетической машиной, называемой SPARC. Компания сказала, что SPARC (Рис. 1) проложит путь к первой в мире термоядерной электростанции, названной ARC, которая представляет собой термоядерную электростанцию масштаба сети в Вирджинии, с поддержкой от Dominion Energy Virginia. CFS сказала, что работает над проектированием, строительством и масштабированием термоядерных электростанций, которые будут обеспечивать конкурентоспособную по стоимости, чистую термоядерную энергию для борьбы с изменением климата. [caption id=\"attachment_250084\" align=\"aligncenter\" width=\"1080\"]
1. Commonwealth Fusion Systems строит свою термоядерную машину SPARC на кампусе компании в Девенсе, Массачусетс. Вежливость: Commonwealth Fusion Systems[/caption] CFS принимала участие в мероприятии CES в январе в Лас-Вегасе, Невада. CES, долго известный как Выставка потребительской электроники, и одно из крупнейших технологических мероприятий в мире, в последние годы включает все больше компонентов в области энергетики. Боб Мумгаард, соучредитель и генеральный директор Commonwealth Fusion Systems, выступил на конференции в качестве открывающего доклада в разговоре у камина с генеральным директором Siemens AG Роландом Бушем. Мумгаард в Лас-Вегасе объявил, что CFS будет сотрудничать с производителем микросхем NVIDIA и Siemens для разработки цифрового двойника своей термоядерной машины SPARC. Компании сказали, что их работа будет применять искусственный интеллект (AI), а также инструменты управления данными и проектами, чтобы ускорить коммерческий термоядерный синтез. Генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг в своем докладе подчеркнул, что его компания хочет быть погружена в так называемые AI-фабрики, предоставляя все виды технологических чертежей, аппаратных средств, операционных систем, чтобы сохранить будущее ИИ на правильном пути. Это включает поддержку энергии, необходимой для питания ИИ. CFS сможет сжать годы ручного экспериментирования в недели виртуальной оптимизации, используя цифровую инфраструктуру, разработанную NVIDIA и Siemens, сказал Мумгаард. Через эту совместную работу мы демонстрируем, как ИИ и интегрированная цифровая инженерия могут ускорить прогресс от проектирования до энергии сети. Это позволит нам трансформировать способы построения и эксплуатации термоядерных машин в гонке к коммерческому термоядерному синтезу. Мумгаард до мероприятия сказал, что CES - это место, где будущее появляется первым. Нахождение здесь сигнализирует о том, что термоядерный синтез входит в основной поток технологий. Термоядерный синтез - это надежда на построение будущего, которое обещает изобилие энергии и которое однажды будет питать все инновации, которые показывает CES. Джо Палуска, главный маркетолог компании, сказал, что демонстрация технологии SPARC компании на CES является вехой. Мы хотим, чтобы каждый, а не только физики, почувствовали себя приглашенными в историю коммерческой термоядерной энергии. Поэтому мы рады, что термоядерный синтез появляется там, где люди, задумывающиеся о следующем большом прорыве, - сказал Палуска. CFS уже использует цифровые инструменты Siemens для повышения эффективности своих производственных процессов и операций на заводе магнитов компании в Девенсе, Массачусетс. CFS в декабре 2025 года завершила и доставила свой первый суперпрочный магнит, который, как сообщается, является результатом многолетней работы по разработке и производству основных технологий для внедрения термоядерной энергии в сеть. 24-тонный магнит с оболочкой из стали был перемещен через кампус CFS в Девенсе в установку SPARC. Он является одним из 18 D-образных тороидальных магнитов поля (TF), необходимых для SPARC. Брэндон Сорбом, главный научный сотрудник и соучредитель компании, прокомментировал важность этого события в сообщении на блоге компании, отметив прогресс от идей к прототипам, а затем от начального производства к полному производству. [caption id=\"attachment_250085\" align=\"aligncenter\" width=\"1080\"]
![\"CFS-magnet-assembly\"](\"https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/FsfCRYRbFReBK2O290XJaA--/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTQ2Mg--/https://media.zenfs.com/en/power_magazine_984/e4660bf48e766e42c7719ef97c73cc89\")
2. Рабочий собирает один из магнитов, используемых компанией Commonwealth Fusion Systems в ее термоядерной машине SPARC. Вежливость: Commonwealth Fusion Systems[/caption] Мы не просто создали один магнит. Мы создали целое производственное предприятие, которое может производить множество магнитов, сказал Сорбом. Мы узнали, как настроить завод и управлять им на полной скорости. Вперед, к успеху! SPARC и ARC оснащены тремя видами HTS-магнитов: тороидальное поле (TF), полоидальное поле (PF) и центральный соленоид (CS). Компания строит свои TF-магниты с использованием технологии NINT (немагнитно-изолированный, немагнитно-изогнутый строительство), в которой многослойная лента HTS размещается в спиральном канавке на плоской стальной пластине. Компания называет пластины блинами, и стопка из 16 блинов формирует один TF-магнит. В основном, NINT позволяет нам создавать более прочные, более маленькие магниты быстрее, сказал Сорбом, отметив, что NINT доступен потому, что TF-магниты SPARC работают с постоянным электрическим током. CFS написала, что с постоянным током нам не нужна электрическая изоляция между витками магнита. Когда магнит охлаждается, а затем заряжается, электричество естественным образом протекает по сверхпроводящему пути и игнорирует окружающий металл с его относительно высоким сопротивлением. Это похоже на разницу между катанием на скоростном снегу вместо бетона. Часть NT в NINT относится к тому, что сверхпроводящая лента не изогнута. Снова стабильный ток делает возможным такой более простой подход: TF-магниты не требуют витков спирали, которые электромагнитно полезны для сверхпроводящих кабелей в импульсных магнитах. Мумгаард в видеообновлении проекта в начале января сказал, Деятельность в Девенсе на заводе SPARC продолжает находиться на высшем уровне. Он продолжил, Это полгода, когда завод превращается в операцию, а токамак превращается в то, что выглядит как токамак.
Тип One Energy и Tennessee Valley Authority
На территории выведенной из эксплуатации угольной электростанции в Теннесси находится совместное предприятие по строительству энергетической установки на основе термоядерного синтеза. Компания Тип One Energy, начавшая свою деятельность как выделенное подразделение Университета Висконсина и в настоящее время имеющая штаб-квартиру в Ноксвилле, Теннесси, заключила партнерское соглашение с крупнейшим юго-восточным утилитарным предприятием США - Tennessee Valley Authority (TVA) - для строительства прототипа стелларатора на выведенной из эксплуатации угольной электростанции Bull Run в Клинтоне, Теннесси, принадлежащей TVA. В прошлом году компания Type One Energy объявила о завершении первого формального проектировочного обзора Infinity Two, пилотного энергоблока стелларатора мощностью 350 МВт. Кроме TVA, в проект также вовлечена Ок-Риджская национальная лаборатория. Type One заявила, что стелларатор - это единственная в своем роде технология термоядерного синтеза, продемонстрировавшая стабильную, непрерывную стационарную работу с высокой эффективностью, характеристики, которые важны для TVA и других участников отрасли, которым необходимо надежно генерировать энергию по запросу по конкурентоспособным ценам. TVA является лидером в развитии передовых ядерных технологий, которые необходимы для обеспечения экономического процветания Америки и поддержки искусственного интеллекта, квантовых вычислений и передового производства, - заявил в прошлом году президент и генеральный директор TVA Дон Моул. Мы стратегически сотрудничаем с инновационными компаниями, такими как Type One Energy, для продвижения развития ядерных технологий, и я в восторге от возможности построения первой коммерческой стеллараторной электростанции по производству термоядерной энергии в долине Теннесси. Команда Type One рассказала POWER, что в качестве производителя оригинального оборудования (OEM) и поставщика технологий термоядерного синтеза для электроэнергетических компаний и утилит, компания может переделать инфраструктуру и рабочие силы, находящиеся на выведенных из эксплуатации и стареющих электростанциях на традиционных источниках топлива. В настоящее время мы работаем с TVA по переделке инфраструктуры на их выведенной из эксплуатации угольной электростанции Bull Run в Соединенных Штатах, - сказал генеральный директор Type One Energy Крис Маури. Это готовая площадка для будущего энергетического будущего: термоядерного синтеза. Это переиспользование существующей инфраструктуры - стратегия, которая хорошо соответствует вызовам и возможностям, стоящим перед другими энергетическими рынками по всему миру. По данным Управления по энергетической информации США, в Соединенных Штатах насчитывается 339 выведенных из эксплуатации электростанций на традиционных источниках топлива, из которых 157 идентифицированы Министерством энергетики США как кандидаты для переделки. Каждая из этих станций имеет значительную инфраструктуру, которая может быть переделана для строительства безопасных и доступных энергетических установок на основе термоядерного синтеза. Компания заявила, что переделка старых электростанций на традиционных источниках топлива может включать в себя не только их работников, но и инфраструктуру, такую как земля, доступ к воде, доступ к электросети и коммутационные устройства. Первым сотрудником, которого мы наняли на Bull Run, был заведующий электростанцией старой угольной электростанции, которая была введена в эксплуатацию в 1960-х годах и была крупнейшим и самым эффективным устройством генерации энергии на Земле, - сказал Маури. Это не только о новой технологии, что действительно важно, но и об возможности переделки талантов и рабочих кадров, которые уже существуют в сообществах. Мы всегда говорим о переделке инфраструктуры, но мы также можем переделать таланты. Это настоящее предложение ценности для местных сообществ. Type One Energy заявила, что архитектура Infinity Two основана на технологии стеллараторного термоядерного синтеза (Рисунок 3). Компания утверждает, что технология уникальна в отрасли термоядерного синтеза, продемонстрировав стабильную, непрерывную стационарную работу в крупном масштабе на машине W7-X. Правильно спроектировав Infinity Two, Type One Energy создает собственный дизайн энергоблока на базе термоядерного синтеза, поддерживающий убедительный двухлетний цикл работы электростанции с плановыми техническими перерывами в течение 30 дней с использованием существующих материалов и технологий. Компания также использовала свою программу коммерциализации, богатую партнерами, чтобы получить доступ к глубоким знаниям инженерного проектирования электростанций в энергетической отрасли. Среди других компаний, AtkinsRealis помогла в разработке дизайна систем и структур Infinity Two, не относящихся к основной фокусной области Type One Energy на технологии стеллараторного термоядерного синтеза.
3. Магнит Zero - это первый не-планарный, высокопольный, высокотемпературный сверхпроводящий стеллараторный магнит. Эта технология является частью проекта по термоядерному синтезу компании Type One Energy в Теннесси. Cortesy: Type One Energy
Thea Energy
Компания из Кирни, штат Нью-Джерси, строит то, что она называет более экономичной и масштабируемой версией архитектуры стеллараторной системы. Представители Thea Energy рассказали POWER, что они применили систему управления фазированным массивом к термоядерному синтезу, что позволяет использовать более простое и менее дорогостоящее оборудование, а также возможность динамической настройки производительности системы в программном комплексе на протяжении жизненного цикла активов. Thea Energy вышла из Принстонской лаборатории физики плазмы и Принстонского университета; университет Лиги Айви является местом, где был изначально изобретен стелларатор. Компания завершила раунд Series A финансирования на сумму 20 миллионов долларов в 2024 году и была выбрана одним из восьми первоначальных лауреатов программы развития термоядерного синтеза на основе этапов, проводимой Министерством энергетики США. Сооснователь и главный технический директор Thea Energy Дэвид Гейтс разработал технологию массива магнитов стелларатора в Принстонской лаборатории физики плазмы в рамках программы ARPA-E BETHE (Агентство по передовым исследованиям в области энергетики - Прорывные технологии, обеспечивающие термоядерную энергию). Компания заявила, что их собственная технология стелларатора использует массивы плоских магнитов (Рисунок 4), устраняя запрещенно сложные и дорогостоящие 3D магнитные катушки, необходимые для всех других предлагаемых архитектур стеллараторов. В сочетании с появлением современных высокотемпературных сверхпроводников, наши достижения в области стеллараторов изменили траекторию развития термоядерной энергетики.
4. На фото показан плоский магнитный массив, используемый Thea Energy в своем проекте по ядерному синтезу. Основатель и генеральный директор Thea Energy Брайан Берзин рассказал POWER: Коммерческая ядерная энергетика резко изменит траекторию развития человечества вверх. Thea Energy создает более практичную, масштабируемую и экономически целесообразную систему ядерного синтеза на основе стелларатора, одной из наиболее научно зрелых архитектур ядерного синтеза. Мы добились этого, используя программно-управляемый массив более простых, массово производимых сверхпроводящих магнитов для замены исторически ограничивающих 3-мерных катушек, которые требовались в предыдущих поколениях стеллараторов. Берзин, отметив, что в Thea Energy работает более 80 инженеров, физиков и экспертов по коммерциализации, базирующихся в Кирни, добавил, что его группа очень волнуется нашей способностью коммерциализировать практическую, конкурентоспособную по стоимости ядерную электростанцию наша архитектура использует массив примерно из 300 намотанных магнитов для устранения главного ограничения стелларатора: 3-мерных магнитов, которые были крайне сложны и дороги в производстве из-за своей сложности и требований к точности. Наша собственная архитектура позволяет индивидуально управлять каждым плоским магнитом в массиве с использованием стека программного обеспечения, а также настраивать ошибки производства и сборки, а также износ системы на протяжении всего ее срока службы. Вы можете представить это как калибровку и воспроизведение видео на экране вашего компьютера. Наша архитектура стелларатора с плоской катушкой также уникально способна использовать искусственный интеллект для увеличения производительности системы в реальном времени и позволяет долгосрочные обновления системы на уровне программного обеспечения, что означает, что впервые системы ядерного синтеза больше не ограничены фиксированным оборудованием, сказал Берзин. Мы недавно анонсировали нашу архитектуру электростанции стелларатора Helios. В первоначальной статье представлена всеобъемлющая картина ядерной электростанции, которая не требует чудес для коммерциализации. Наша электростанция Хелиос (фигура 5) разблокирует масштабное внедрение ядерной энергии, обеспечиваемое более традиционным производством и строительством систем, эффективным обслуживанием, высоким коэффициентом загрузки и конкурентоспособной экономикой. [подпись id="attachment_250088" align="aligncenter" width="1080"]
5. Это рендеринг электростанции Хелиос Thea Energy. Концептуальный дизайн пилотной электростанции был утвержден Министерством энергетики США в рамках Программы развития ядерного синтеза на основе вех. От имени Thea Energy[/caption] Хелиос достигает нескольких мировых достижений в области ядерного синтеза, включая магниты, способные адаптироваться к реальным условиям, дивертор X-точки, способный к коммерческой эксплуатации [например, система отвода для электростанции на ядерном синтезе], и секторная схема обслуживания, обеспечивающая высокую готовность электростанции к работе, сказал Берзин. Наш прорывной дизайн Хелиос сейчас ускоряет формирование коммерческих партнерств и привлечение первых клиентов для электростанций Thea Energy на ядерном синтезе. Компания сообщила POWER, что в настоящее время разрабатывает и рассматривает месторасположение для своей первой интегрированной системы ядерного синтеза, Eos, которая будет производить нейтроны ядерного синтеза в масштабе и в установившемся состоянии. Выбор места запланирован на текущий год. Группа сказала, что запуск Eos, запланированный на 2030 год, стимулирует последующее развертывание ядерной энергии в сети через электростанцию Хелиос компании.
Технологии TAE
Калифорнийская компания TAE Technologies произвела фурор с недавним объединением на 6 миллиардов долларов с Trump Media & Technology Group (TMTG). Сделка создает одну из первых публично торгуемых компаний в области ядерной энергетики. TAE заявила, что хочет выбрать место и начать строительство энергетической электростанции на ядерном синтезе мощностью 50 МВт в этом году, а также хочет построить еще несколько станций в диапазоне от 350 до 500 МВт. Официальные лица заявили, что компания занимается более четверти века исследований и разработок для значительного уменьшения размеров, стоимости и сложности ядерных реакторов. Они заявили, что построили и успешно эксплуатировали пять ядерных реакторов. Новый генеральный директор компаниибывший конгрессмен Калифорнии Девин Нунесв начале января заявил, что группа принимает заявки от штатов и местных правительств, заинтересованных в том, чтобы стать домом для ядерных реакторов. Требования к подаче заявки включают наличие не менее 20 акров для размещения нескольких ядерных реакторов, а также доступ к сетевому взаимодействию и возможность обеспечить безопасность. Нунес сказал, что решение ожидается в течение недель, отметив, что компания хотела бы начать строительство в этом году. Нунес, который тесно сотрудничал с президентом Дональдом Трампом, также сказал, что, неудивительно, Мы будем строить это только в красном штате, что означает, что левые штаты, включая его собственную Калифорнию, не должны подавать заявки. Нунес в заявлении написал: Команда TMTG активно ведет обсуждения с несколькими штатами и организациями о потенциальных местах, поскольку мы с нетерпением ожидаем завершения этого слияния. Это первоначальные шаги для запуска ренессанса в американской энергетике для обеспечения безопасной, чистой, обильной и доступной ядерной энергии, которая снизит счета американцев за энергию и гарантирует доминирующее положение Америки в революции искусственного интеллекта. TAE заявила, что их дизайн ядерной машины компактен и линеен, поэтому коммерческая электростанция на ядерном синтезе может быть легко масштабируема для массового производства. Компания заявила, что она занимается ядерным синтезом с использованием водорода-бора [также известного как p-B11 или p11B], потому что он является обильным и не радиоактивным, что делает его наиболее устойчивым вариантом для эксплуатации и обслуживания коммерческих электростанций на ядерном синтезе. Компания также сказала, что их техника производства ядерной энергии называется передовой пучково-приводимой конфигурацией с обращенным полем (FRC), что, по их словам, решает проблемы масштабирования, устойчивости и устойчивости коммерческой ядерной энергии.
Helion Energy
Группа с штаб-квартирой в Эверетте, штат Вашингтон, работает над коммерческой электростанцией на основе ядерного синтеза в этом штате. Компания Helion Energy строит свой седьмой прототип синтеза с целью доказать, что ее технология способна обеспечить энергию масштаба сети. В июле прошлого года началось строительство электростанции Orion Fusion Power Plant компании в Малаге, штат Вашингтон. Техгигант Microsoft подписал соглашение о получении энергии от установки Orion уже в 2028 году. Журнал POWER в 2023 году сообщил о соглашении Helion с Nucor, крупнейшим производителем и переработчиком стали в Северной Америке, о разработке 500-мегаваттной ядерной электростанции на объекте по производству стали Nucor в США. Подход Helion состоит в прямом преобразовании энергии синтеза в электричество с использованием топлива дейтерий-гелий-3 (D-He3) и системы с обратно скрученным полем для создания, по их мнению, потенциально более дешевой и масштабируемой ядерной энергии. Дэвид Киртли, сооснователь и генеральный директор компании, заявил, что цель группы заключается не только в доказательстве возможности энергии синтеза. Киртли на официальном сайте компании написал: Мы используем уникальное ядерное топливо: дейтерий-гелий-3. Это отличает нас от большинства подходов к синтезу, так как требует более высоких температур, чем традиционные топлива, и при этом полагается на источник топлива, который не является естественно обильным на Земле. Почему мы выбрали именно этот подход? Среди прочих преимуществ D-He3 максимизирует нашу способность прямого захвата электроэнергии, что является большим преимуществом при создании системы синтеза для коммерческого внедрения, добавил Киртли, который также отметил: Сосредотачиваясь на синтезе D-He3, мы считаем, что мы находимся на более эффективном и экономически целесообразном пути к коммерческой ядерной энергии. Наш подход сначала принципиальный, оценивая потенциал каждого топлива для коммерциализации, последовательно указывает на D-He3 как наиболее быстрый путь к готовой к внедрению на рынок энергии синтеза. Хотя есть промежуточные вызовы, их преодоление обещает наиболее надежное и экономически целесообразное решение для ядерной энергии. Компания осенью прошлого года арендовала помещение недалеко от своей штаб-квартиры в Эверетте, где будет находиться линия сборки для производства конденсаторов, необходимых для передачи энергии к своему генератору синтеза, а затем захвата произведенной энергии. Мелани Накагава, главный устойчивый директор Microsoft, на церемонии закладки Ориона в июле прошлого года сказала: Хотя путь к коммерческому синтезу все еще развивается, мы гордимся поддержкой передовой работы Helion здесь, в штате Вашингтон, в рамках нашего более широкого обязательства инвестировать в устойчивую энергию.
Tokamak Energy
Компания Tokamak Energy с штаб-квартирой в Великобритании в декабре прошлого года заявила, что установила три рекорда производительности перед крупным обновлением своей энергетической установки на основе синтеза ST40. Компания сообщила, что завершила год, достигнув самого высокого плазменного тока, самой высокой запасенной энергии и самого высокого тройного продукта синтеза, которые, по их словам, являются ключевыми показателями на пути к созданию чистой, безграничной энергии синтеза. Анонс декабря следует за отчетом ноября 2025 года о том, что группа зафиксировала прорывные результаты своей стратегии по впервые воссоздать поля энергетических установок на основе синтеза с помощью своей магнитной системы. Компания заявила, что ее Demo4 (Рисунок 6) также демонстрирует трансформационный потенциал технологии высокотемпературных сверхпроводников (HTS) в различных приложениях, от распределения энергии для центров обработки данных до электрических двигателей для полетов с нулевыми выбросами и быстрых, эффективных систем магнитного подвеса. [caption id=\"attachment_250089\" align=\"aligncenter\" width=\"1080\"]
![\"Fusion-Demo-4\"](\"https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/sKYembn7TCoXbPsxJ4w9Ew--/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTQ2Mg--/https://media.zenfs.com/en/power_magazine_984/6b213b63c885e8051d3752a589c4f848\")
6. Demo4 компании Tokomak Energy, построенный на штаб-квартире компании в Великобритании, предназначен для демонстрации потенциала технологии высокотемпературных сверхпроводников для синтеза. От имени: Tokomak Energy[/caption] Tokomak Energy заявила, что компактный сферический токамак на штаб-квартире компании в Оксфордшире теперь готовится к крупному обновлению для новой серии, как они называют, передовых экспериментов в партнерстве с Министерством энергетики США (DOE) и Министерством энергетической безопасности и достижения нулевого углерода в Великобритании (DESNZ). Эти великолепные результаты являются отличным завершением года и показывают, как команда ST40 продолжает превосходить пределы, улучшая уже впечатляющую производительность нашего компактного устройства с высоким полем, сказал Отто Асунта, главный эксперт компании по экспериментам для ST40, в пресс-релизе. Прорыв в диапазоне мегаампер с нашим плазменным током является важным этапом, поскольку мы продолжаем накапливать знания о том, что потребуется для доставки энергии синтеза на будущие сети. Мы с нетерпением ожидаем сотрудничества с правительствами США и Великобритании в новой волне экспериментов для проведения более передовой науки с нашим устройством, которое всегда выделялось своей эффективностью. Компания сообщила, что ST40 установила рекорд, достигнув 1 мегаампера плазменного тока, превзойдя свой предыдущий рекорд в 0,85 мегаампера, а запасенная энергия почти удвоилась по сравнению с предыдущими кампаниями. Группа отметила, что это демонстрирует, что объем плазмы всего один кубический метр способен удерживать огромную мощность, что является важным пониманием на пути к созданию устройств, производящих энергию. Компания отметила, что плазменный ток - это ключевой фактор для удержания плазмы внутри токамака. Он создает полоидальное магнитное поле, которое, вместе с магнитными полями от катушек, удерживает плазму и удаляет ее от материальных поверхностей внутри токамака. В будущих устройствах высокий плазменный ток требуется также для удержания альфа-частиц, образованных в результате синтеза. Произведение тройного продукта синтеза, объединяющее температуру плазмы, плотность и удержание энергии, является ключевым показателем производительности плазмы. Компания также сообщила, что их последняя кампания также включала в себя внедрение нового программного обеспечения под названием RT-GSFit, которое может восстанавливать форму плазмы во время импульса с временным разрешением миллисекунд (тысячи раз в секунду). Интеграция RT-GSFit в систему управления плазмой ST40 позволила команде контролировать форму плазмы в реальном времени. Компания заявила, что ST40 сейчас приостановила свою деятельность для программы обновления стоимостью 52 миллиона долларов, известной как LEAPS (Литий-выпаривание для продвижения ППС в ST40), в партнерстве с DOE и DESNZ. Программа будет наносить литиевые покрытия на все компоненты, соприкасающиеся с плазмой, с использованием техники литиевого испарения, основываясь на пионерской работе Принстонской лаборатории плазменной физики и других, которая показала, что литиевые компоненты, соприкасающиеся с плазмой, могут значительно улучшить производительность плазмы. Конечная цель - обеспечить условия для синтеза с хорошим удержанием, совместимым с поддержанием в течение длительного времени в будущем пилотном синтезе. Компания также предоставила обновление по своему Demo4, полному комплекту магнитов HTS, построенному в конфигурации токамака, отметив, что он показал прорывные результаты на штаб-квартире компании за пределами Оксфорда, достигнув индукции магнитного поля 11,8 тесла при 243°C в недавних испытаниях. Эта мировая новинка имела невероятные семь миллионов ампер-витков электрического тока через свой центральный столб, продемонстрировав огромный потенциал для распределения энергии, поскольку HTS может обеспечить около 200 раз большую плотность тока, чем медь. Уоррик Мэтьюс, генеральный директор компании Tokamak Energy, сказал: Эти результаты являются большой победой в гонке за доставку синтеза и HTS как новой деструктивной коммерческой технологии. Demo4 представляет более десятилетия инноваций в области HTS в компании Tokamak Energy. Рожденный из нашей миссии синтеза, он подтверждает одно из технических решений для получения чистой, безграничной, безопасной и надежной энергии синтеза
Проект ITER
Ведется строительство проекта ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор) в Сен-Поль-ле-Дюрансе на юге Франции, эксперимента по термоядерному синтезу, запущенного в 1985 году. Объект ITER предназначен для демонстрации научной и технологической осуществимости использования энергии термоядерного синтеза и станет крупнейшим экспериментальным объектом по термоядерной энергетике в мире. ITER - это глобальное сотрудничество почти трех десятков стран, которое на январь включает 27 стран-членов Европейского союза, а также Китай, Индию, Японию, Южную Корею, Российскую Федерацию и США. Швейцария также участвует после возобновления своего участия 1 января текущего года. Соединенное Королевство, в связи с Brexit и последующим выходом из Евратома, больше не участвует, хотя ITER в настоящее время соблюдает существующие контракты с британскими компаниями и исследовательскими институтами, которые принимали участие в проекте. Представители проекта ITER (Рисунок 7) заявили, что его основная цель - исследование и демонстрация горящих плазм. Это плазма, в которой энергия гелиевых ядер, образованных в результате термоядерных реакций, достаточна для поддержания температуры плазмы, что уменьшает или устраняет необходимость во внешнем нагреве. ITER также проверит доступность и интеграцию технологий, необходимых для термоядерного реактора [таких как сверхпроводящие магниты, удаленное обслуживание и системы отвода энергии из плазмы] и целостность концепций модулей производства трития, которые в будущем приведут к самообеспеченности тритием. [caption id="attachment_250090" align="aligncenter" width="1080"]
7. Проект ITER во Франции, запущенный в 1985 году, продолжает развиваться как ключевой элемент глобальных исследований в области термоядерной энергетики. С любезным согласием: ITER[/caption] Грег Демчак, вице-президент по новым технологиям компании Bentley Systems из Пенсильвании, сказал POWER, что роль компании Bentley Systems в проекте ITER заключается в предоставлении передовых инструментов 4D-визуализации с комплексными возможностями отслеживания и планирования, а также технологии цифрового двойника. Программное обеспечение Bentley SYNCHRO является неотъемлемым для планирования и выполнения сложного процесса строительства и сборки термоядерного реактора. Эта технология позволяет инженерам создавать живую модель физического проекта, обновляемую в реальном времени, что, в сочетании с 4D-планированием, позволяет визуализировать процесс строительства шаг за шагом. Демчак добавил, Чтобы поддерживать проекты, подобные ITER, и другие, требующие передовой визуализации, Bentley продолжает улучшать свои возможности в области 4D-визуализации. Эти улучшения включают использование технологий от Cesium, ведущей компании по 3D-геопространственным данным, приобретенной Bentley, для создания более интерактивных и навигируемых виртуальных моделей. Это позволяет командам выявлять потенциальные проблемы, уточнять последовательность установки и поддерживать координацию между всеми командами и заинтересованными сторонами. По данным команды ITER из последнего обновления, в декабре был достигнут еще один ключевой показатель с заполнением 15 отверстий для шинопроводов на уровнях L3 и L4 здания токамака. Согласно пресс-релизу ITER, команда по заполнению провела месяцы на квалификации ярко-синего эластомера, произведенного норвежской компанией Elkem, чтобы убедиться в том, что он соответствует требуемой огнестойкости, радиационной защите, герметичности и другим стандартам. Среди других оценок испытаний на огнестойкость включалось нагревание эластомера до 1100°C в специализированной печи и проверка отсутствия передачи тепла свыше 120°C на другую сторону отверстия. Проведя этот процесс квалификации, который был проведен в партнерстве с лабораторией Efectis во Франции, команды обеспечили, что будущие термоядерные строительные проекты смогут использовать этот эластомер с первого дня, если у них будут соответствующие требования безопасности. Эластомер готовится путем смешивания двух различных жидкостей и давлением для удаления газовых пузырей. Это был первый раз, когда такой тип заполнения был выполнен в ITER, поэтому у нас была очень сложная проблема, и вместе мы нашли простое решение, - сказал Хосе Мануэль Санчес Куэвас, надзиратель по механике и трубопроводам. Куэвас был ответственным за контракт по заполнению шинопроводов. Представители заявили, что в здании токамака тысячи маленьких отверстий, через которые проходят трубы, кабели и компоненты. Эти места должны быть заполнены различными решениями, которые соответствуют таким же стандартам безопасности и ядерной безопасности, как и окружающий материал стены. Совет ITER на своем 37-м заседании, проведенном в ноябре 2025 года, заявил, что проект опережает график, и в отчете отметил радушный прогресс в сборке и установке секторных модулей. Совет также отметил прогресс в сборке центрального соленоида, начало производства всех компонентов дивертора, установку первого гиротрона для нагрева электронов циклотроном, завершение проникновений в биощит здания токамака и продолжающееся позитивное взаимодействие со Французским регулятором по ядерной безопасности. Дэррелл Проктор - старший редактор журнала POWER.
