Частная термоядерная компания Helion Energy намерена построить термоядерную электростанцию, способную поставлять электроэнергию Microsoft в течение ближайших 5 лет. Helion Energy выводит термоядерную энергию в массы, а Microsoft недавно подписала с компанией соглашение о покупке 50 МВт энергии до 2028 года, что позволит обеспечить электроэнергией около 40,000 XNUMX домохозяйств.
Сэм Альтман также инвестировал $375 млн в компанию в ноябре 2021 года и с энтузиазмом оценивает ее потенциал. Несмотря на то, что производство термоядерной энергии является сложной задачей, компания добивается хороших результатов, и ожидается, что ее 6-й прототип превысит максимальную температуру для более точной генерации электроэнергии. Кроме того, руководители компании считают, что она более надежна, чем солнечная и ветровая энергия.
Компания Helion Energy пытается построить термоядерную электростанцию, которая сможет обеспечивать электроэнергией Microsoft в течение пяти лет. В мае Microsoft заключила с Helion соглашение о закупке 50 мегаватт энергии до 2028 года . Этого достаточно для обеспечения электроэнергией примерно 40 000 домохозяйств.
Сэм Альтман , генеральный директор OpenAI , заинтересован в потенциале термоядерной энергетики и проекта Helion. Ранее он заявлял, что очень воодушевлен перспективами развития этой области. В ноябре 2021 года Альтман возглавил раунд финансирования серии E, инвестировав 375 миллионов долларов.
Скотт Крисилофф , коммерческий директор Helion Energy, заявил в интервью: «Энергию термоядерного синтеза можно использовать для питания центров обработки данных, которые являются крупными потребителями электроэнергии».
Хотя потенциал и обязательства по термоядерной энергии высоки, ее производство является чрезвычайно сложной задачей. Достижение температуры, необходимой для синтеза с целью выработки электроэнергии, является особенно сложной задачей. По словам Helion, это первая частная термоядерная компания, которая создала технологию, способную достичь такой температуры.
Крисилофф сказал: «По мере роста населения и увеличения потребности в информации и подключении к интернету, растут и энергетические потребности нашего населения. В настоящее время Helion работает над своим седьмым прототипом, Polaris, завершение которого ожидается в 2024 году. Это будет первый проект, который будет производить электроэнергию за счет термоядерного синтеза».
«Термоядерный синтез — это то, что мы используем каждый день; вся наша энергия так или иначе связана с термоядерным синтезом. Но на Земле нам никогда не удавалось использовать его таким образом, чтобы производить из него электричество», — добавил Крисилофф.
Как генерируется термоядерная энергия?
Энергия термоядерного синтеза генерируется в трубе длиной 40 футов. Когда два атома соприкасаются друг с другом и образуют один единственный атом, происходит термоядерный синтез. С помощью плазменного ускорителя Helion происходит синтез дейтерия с образованием гелия-3.
Дейтерий — это форма водорода, содержащаяся в воде, а для реакции используется гелий-3, который затем помещают в трубу длиной 40 футов. Там материалы сжимаются до температуры 100 миллионов градусов Цельсия.
По словам Крисилоффа, это идеальные условия для производства электроэнергии. Трента — шестой и последний прототип установки Helion, способный превышать температурный предел в 100 миллионов градусов Цельсия. Крисилофф поясняет: «Это один цикл работы машины, а затем вы многократно повторяете импульсы, чтобы получить больше энергии».
Почему термоядерная энергия является более эффективным источником энергии, чем солнечная и ветровая?
Крисилофф объяснил: «Перспективность термоядерной энергии заключается в наличии обильных источников топлива. Топливом служит вода в форме дейтерия, которая в изобилии встречается на Земле. Еще одно преимущество термоядерного синтеза заключается в его большей безопасности по сравнению с другими формами энергии, такими как ядерная энергия или деление, которое представляет собой цепную реакцию. Это означает, что если что-то случится с установкой, производящей термоядерную энергию, она немедленно отключится».
По словам Крисилоффа, при синтезе образуется лишь ограниченное количество отходов по сравнению с традиционными методами деления. Он также рассказал, что по данным Международного агентства по атомной энергии, часть этих отходов радиоактивна и может оставаться в таком состоянии миллионы лет.
Компания Helion Energy обеспечивает доступ к термоядерной энергии для широких масс населения. Термоядерная энергия производит наименьшее количество выбросов CO2 и требует наименьшей нагрузки на электросеть. Она более плотная, чем другие чистые источники энергии. Это означает, что процесс не требует больших площадей или земли и может происходить в замкнутом пространстве. Кроме того, термоядерная энергия лучше, чем ветровая и солнечная, и более надежна, поскольку на нее не влияют экстремальные погодные условия.
Чем подход Helion к термоядерному синтезу отличается от других?
По словам основателей Helion, термоядерный синтез не следует считать фундаментальным физическим препятствием. Его следует рассматривать как инженерную задачу, которую можно решить путем разработки, тестирования и усовершенствования систем и подсистем термоядерного синтеза. Новый подход к термоядерному синтезу может быть достигнут, если мы поставим во главу угла нашу конечную цель — выработку чистой, безопасной и обильной электроэнергии.
Подход Helion отличается от других методов слияния тремя важными моментами:
- Компания использует импульсную систему термоядерного синтеза без воспламенения, которая помогает ей преодолевать самые сложные физические проблемы. Эта технология позволяет сохранять небольшие размеры термоядерного устройства и регулировать выходную мощность по мере необходимости.
- Их система разработана специально для рекуперации электроэнергии. Система эффективно извлекает всю неиспользованную и свежую электромагнитную энергию, подобно тому, как работает рекуперативное торможение в электромобиле. Другие термоядерные системы теряют энергию, когда вода нагревается для получения пара, приводящего в действие турбину.
- В качестве топлива они используют дейтерий и гелий-3 (D-³He). Гелий-3 — более высокооктановое и чистое топливо, плюс к этому система становится более компактной и эффективной.
Откуда Helion собирается брать гелий-3?
Компания производит гелий-3 путем синтеза дейтерия в своем плазменном ускорителе, используя запатентованный высокоэффективный замкнутый топливный цикл. Чрезвычайно редкий изотоп гелий-3, который трудно найти на нашей планете, является ключевым в квантовых вычислениях и имеет решающее значение для важных медицинских визуализационных целей.
Ранее ученые даже думали о добыче гелия-3 на Луне, поскольку он там имеется в изобилии. Но с технологией Helion можно избежать космических путешествий для этого.
Читайте также: Что такое приведенная стоимость энергии (LCOE)?
Почему для термоядерного синтеза нужно 100 миллионов градусов Цельсия?
Земля не имеет таких огромных размеров и гравитационного притяжения, как Солнце, что создает идеальные условия для синтеза. Поэтому ученым необходимо чрезвычайно разогреть плазму, чтобы произошел синтез, даже горячее Солнца. Таким образом, в этой ситуации синтез происходит быстрее.
Температура в 100 миллионов градусов Цельсия считается минимальной температурой, необходимой для осуществления масштабных термоядерных реакций, необходимых для производства электроэнергии в промышленных масштабах. Шестой прототип установки Helion, Trenta, достиг температур, значительно превышающих 9 кэВ , что эквивалентно 104 миллионам градусов Цельсия.
Как Helion генерирует электроэнергию из термоядерного синтеза?
Наше устройство генерирует электроэнергию без использования тепла для создания пара или необходимости использования криогенных сверхпроводящих магнитов. Наш технический подход имеет решающее значение, когда речь идет о коммерциализации электроэнергии, полученной путем термоядерного синтеза, при значительно низких затратах, поскольку он минимизирует потерю эффективности.
В нашем устройстве используются плазмы FRC с высоким бета-фактором, которые генерируют собственное магнитное поле за счет внутреннего электрического тока . В результате создаваемое магнитное поле воздействует на катушки, окружающие установку. Плазмы FRC сталкиваются и сжимаются магнитами в термоядерной камере. Сжатие плазмы делает ее горячее и плотнее, вызывая термоядерные реакции и изменения магнитного потока.
Изменение магнитного потока создает больше магнитного потока в соседних магнитах, производя электричество в катушках. Тот же процесс объясняется законом индукции Фарадея. Таким образом, Helion Energy доставляет термоядерную энергию массам более чистым способом.
Источник: Helion Energy
