Fusion-стартап Helion демонстрирует стремительные темпы на пути к крайнему сроку в 2028 году.

Энергетический стартап термоядерного синтеза Гелион объявила в пятницу, что достигла ключевой вехи в своем стремлении к термоядерной энергии. Плазма внутри прототипа реактора Polaris достигла 150 миллионов градусов по Цельсию, что на три четверти от того, что, по мнению компании, потребуется для эксплуатации коммерческой термоядерной электростанции.

«Мы, очевидно, очень рады возможности добраться до этого места», — сказал > Дэвид Киртли, соучредитель и генеральный директор Helion.

Polaris также работает с использованием дейтерий-тритиевого топлива — смеси двух изотопов водорода — что, по словам Киртли, делает Helion первой термоядерной компанией, сделавшей это. «Мы смогли увидеть резкое увеличение выходной мощности термоядерного синтеза, как и ожидалось, в виде тепла», — сказал он.

Стартап из Эверетта, штат Вашингтон, участвует в гонке с несколькими другими компаниями, которые стремятся коммерциализировать термоядерную энергию, потенциально неограниченный источник чистой энергии.

Этот потенциал заставляет инвесторов спешить сделать ставку на эту технологию. На этой неделе Inertia Enterprises объявила о 450 миллионов долларов, серия А раунд, в котором участвовали Бессемер и ГВ. В январе компания Type One Energy сообщила >, что находится в стадии разработки. в процессе привлечения $250 миллионова прошлым летом компания Commonwealth Fusion Systems подняла 863 миллиона долларов от инвесторов, включая Google и Nvidia. Сам Гелион поднял 425 миллионов долларов в прошлом году от группы, в которую входили Сэм Альтман, Mithril, Lightspeed и SoftBank.

В то время как большинство других термоядерных стартапов нацелены на подачу электроэнергии в сеть в начале 2030-х годов, у Helion есть контракт с Microsoft на продажу электроэнергии, начиная с 2028 года, хотя эта энергия будет поступать от более крупного коммерческого реактора под названием Orion, который компания сейчас строит, а не от Polaris.

У каждого термоядерного стартапа есть свои вехи, основанные на конструкции реактора. Компании Commonwealth Fusion Systems, например, необходимо нагреть плазму до температуры более 100 миллионов градусов Цельсия внутри токамака, устройства в форме пончика, которое использует мощные магниты для удержания плазмы.

Реактор Гелиона устроен иначе: для нормальной работы ему нужна плазма, которая примерно в два раза горячее.

Конструкция реактора компании представляет собой так называемую конфигурацию с обращенным полем. Внутренняя камера выглядит как песочные часы, а в ее широких концах впрыскивается топливо, которое превращается в плазму. Затем магниты ускоряют плазму навстречу друг другу. Когда они впервые сливаются, их температура составляет от 10 до 20 миллионов градусов Цельсия. Затем мощные магниты сжимают слившийся шар еще сильнее, повышая температуру до 150 миллионов градусов Цельсия. Все это происходит менее чем за миллисекунду.

Вместо того, чтобы извлекать энергию из реакций термоядерного синтеза в виде тепла, Гелион использует собственное магнитное поле реакции термоядерного синтеза для выработки электричества. Каждый импульс будет отталкиваться от собственных магнитов реактора, вызывая электрический ток, который можно собрать. Собирая электроэнергию непосредственно в результате реакций термоядерного синтеза, компания надеется стать более эффективной, чем ее конкуренты.

По словам Киртли, за последний год компания Helion усовершенствовала некоторые схемы реактора, чтобы увеличить объем рекуперации электроэнергии.

Хотя сегодня компания использует дейтерий-тритиевое топливо, в будущем она планирует использовать дейтерий-гелий-3. Большинство термоядерных компаний планируют использовать дейтерий-тритий и извлекать энергию в виде тепла. Топливо, выбранное Гелионом, дейтерий-гелий-3, производит больше заряженных частиц, которые с силой противодействуют магнитным полям, удерживающим плазму, что делает его более подходящим для подхода Гелиона по непосредственной выработке электроэнергии.

Конечная цель Helion — производить плазму, температура которой достигает 200 миллионов градусов Цельсия, что намного превышает цели других компаний, что зависит от конструкции реактора и выбора топлива. «Мы считаем, что при температуре 200 миллионов градусов вы попадаете в ту оптимальную зону, где вы хотите эксплуатировать электростанцию», — сказал Киртли.

Когда его спросили, достиг ли «Гелион» научного уровня безубыточности — точки, когда реакция термоядерного синтеза генерирует больше энергии, чем требуется для ее начала, — Киртли возразил. «Мы сосредотачиваемся на электричестве, производстве электричества, а не на чисто научных вехах».

Гелий-3 распространен на Луне, но не здесь, на Земле, поэтому Гелион должен производить собственное топливо. Для начала он будет синтезировать ядра дейтерия, чтобы произвести первые партии. При регулярной работе, хотя основным источником энергии будет синтез дейтерия-гелия-3, некоторые реакции по-прежнему будут происходить в виде реакции дейтерий-на-дейтерии, в результате которой будет производиться гелий-3, который компания будет очищать и использовать повторно.

Уже ведутся работы по усовершенствованию топливного цикла. «Это был приятный сюрприз: многие из этих технологий реализовать оказалось проще, чем мы ожидали», — сказал Киртли. «Гелион» смог производить гелий-3 «с очень высокой эффективностью как с точки зрения производительности, так и с точки зрения чистоты», добавил он.

Хотя Helion в настоящее время является единственным стартапом в области термоядерного синтеза, использующим гелий-3 в качестве топлива, Киртли сказал, что, по его мнению, в будущем это сделают и другие компании, намекая, что он будет готов продать его им. «Другие люди — когда они придут и поймут, что хотят использовать этот подход прямой рекуперации электроэнергии и увидят повышение эффективности от него — также захотят использовать топливо гелий-3», — сказал он.

Помимо экспериментов с Polaris, Helion также строит Orion, термоядерный реактор мощностью 50 мегаватт, необходимый ей для выполнения контракта с Microsoft. «Наша конечная цель — не построить и доставить Polaris», — сказал Киртли. «Это шаг на пути к масштабным электростанциям».