Термоядерная энергия долгое время считалась недосягаемой вершиной технологий, но компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) готовится превратить эту мечту в реальность. Ее амбициозный проект первой в мире коммерческой термоядерной электростанции, которая будет построена недалеко от Ричмонда, штат Вирджиния, обещает стать революционным шагом в энергетике.
Запуск станции планируется на начало 2030-х годов, и она должна производить до 400 мегаватт чистой и практически неограниченной энергии, что эквивалентно обеспечению электричеством 150 тысяч домов.
В основе технологии лежит процесс термоядерного синтеза — объединение атомных ядер с выделением огромного количества энергии, как это происходит в звездах. Для реакции используются изотопы водорода — тритий и дейтерий. Этот процесс отличается от ядерного деления не только отсутствием опасных радиоактивных отходов, но и безопасностью самой реакции: любые отклонения приводят к мгновенному прекращению работы без риска неконтролируемых выбросов. Основным побочным продуктом синтеза является гелий — инертный и абсолютно безопасный газ.
Центральным элементом технологии CFS является реактор SPARC с использованием токамака — устройства в форме тороида, способного удерживать перегретую до 100 миллионов градусов Цельсия плазму. Для этого применяются новейшие высокотемпературные сверхпроводящие магниты, которые создают мощные магнитные поля, стабилизирующие плазму. Именно эти магниты стали ключевым технологическим прорывом, позволившим преодолеть проблему удержания плазмы, которая десятилетиями стояла на пути развития термоядерной энергетики.
В 2024 году корейская лаборатория KSTAR установила рекорд удержания плазмы в течение 48 секунд, что продемонстрировало реальную возможность устойчивого термоядерного горения.
Однако синтез не лишен технических вызовов. Высокоэнергетические нейтроны, выделяющиеся в процессе, разрушают материалы реактора, что делает обслуживание сложной задачей. Кроме того, тритий, хотя и в малых количествах, является радиоактивным, и требует строгого контроля при хранении и использовании.
Перспективы термоядерной энергетики внушают оптимизм. Один грамм топлива способен генерировать энергию, эквивалентную сжиганию 10 тонн угля, что открывает путь к значительному снижению углеродного следа. При этом радиоактивные отходы, которые остаются после работы термоядерных установок, значительно менее опасны и требуют менее длительного хранения по сравнению с отходами от ядерного деления. Если технология достигнет заявленной эффективности, она может обеспечить человечество практически бесконечным источником энергии, не загрязняя окружающую среду и минимизируя воздействие на климат.
Проект CFS станет важным этапом проверки реальной экономической и технологической жизнеспособности термоядерных электростанций. Успех этой инициативы может стать началом новой эры, где энергия звезд станет доступной для всех, навсегда изменив облик мировой энергетики.
