Китайский термоядерный стартап запустил реакцию без нейтронов
В испытательном зале в Ланфане, городе в провинции Хэбэй к югу от Пекина, инженеры поздней сентябрьской ночью наблюдали, как загорелся экран. Более двадцати сигналов альфа-частиц появились одновременно, их timing почти идеально совпал. После недели перепроверок и экспертной оценки команда подтвердила увиденное: внутри машины, построенной частной компанией, произошла термоядерная реакция.
Устройство называется Xuanlong-50U — сферический токамак, магнитная бутыль в форме пончика, предназначенная для удержания перегретой плазмы. Его создатель — ENN Fusion, термоядерное подразделение китайской энергетической группы, более известной природным газом. Необычность результата — в топливе. Большинство термоядерных экспериментов используют дейтерий и тритий, изотопы водорода, которые относительно легко сливаются, но высвобождают поток высокоэнергетических нейтронов. Эти нейтроны могут активировать окружающие материалы, а значит, реакторам нужна тяжёлая защита и они производят радиоактивные отходы.
Xuanlong-50U вместо этого работал на водороде и боре. Слияние протона с бором-11 даёт три альфа-частицы — ядра гелия — и почти не даёт нейтронов. Компания описала это как первый случай, когда коммерческая термоядерная фирма достигла реакции водорода с бором в собственном устройстве, и первый случай, когда китайская машина с магнитным удержанием работала на продвинутом топливе в чистом, безнейтронном режиме.
Привлекательность очевидна. Бор обилен в земной коре, а водород повсюду. Реактор, сжигающий их, производил бы гораздо меньше радиоактивного материала, потенциально сокращая бремя защиты и обслуживания, из-за которого обычные термоядерные установки так дороги. Загвоздка в том, что термоядерный синтез водорода с бором требует температур примерно в десять раз выше, чем реакции дейтерия с тритием — условия на грани того, что может выдержать любая современная машина.
Именно поэтому результат в Ланфане следует читать внимательно. Команда сообщила о сигналах альфа-частиц, согласующихся с синтезом, а не о чистом выигрыше энергии. Никто не утверждает, что электростанция на подходе. Реакция — это веха в физике, знак того, что топливный цикл можно зажечь и наблюдать, а не коммерческий прорыв. Исследователи термояда научились быть терпеливыми: разрыв между первой реакцией и полезным электричеством поглощал десятилетия и раньше.
И всё же направление важно. Термояд часто называют предельным источником энергии, потому что его топливо берётся из морской воды и камня, и потому что он не производит долгоживущих отходов и парниковых газов. Годами в этой области доминировали финансируемые государством мегапроекты, такие как ITER, международный токамак, строящийся во Франции. Теперь частные компании в США, Британии, Японии и Китае соревнуются на меньших, более быстрых сроках, делая ставку на то, что новые магниты, материалы и управляющее ПО смогут сжать график.
Термоядерная сцена Китая стала многолюдной. Государственные лаборатории ведут EAST в Хэфэе и HL-3 в Чэнду, а волна стартапов и корпоративных программ ищет альтернативные конструкции. Путь ENN — сферический токамак, сжигающий продвинутое топливо — одна из более амбициозных ставок, поскольку сферические машины компактны, но, как известно, трудно управляемы.
Для глобальных читателей вывод прост. Термояд не решён. Но список команд, готовых попробовать самую трудную версию проблемы, продолжает расти, и одна из них теперь находится в переоборудованном промышленном парке в Хэбэе, всматриваясь в темноту в поисках альфа-частиц.