Японская компания Kyoto Fusioneering приступила к испытаниям новой системы извлечения водорода, что является критически важным шагом на пути к решению одной из главных проблем коммерческого термоядерного синтеза — организации непрерывной подачи топлива.
Электростанции будущего, работающие на основе термоядерного синтеза, будут использовать изотопы водорода, в частности тритий, который чрезвычайно редко встречается в природе. Поскольку его нельзя добыть шахтным способом, тритий должен создаваться, или «размножаться», внутри самого термоядерного реактора.
Решение компании предполагает размножение трития внутри «бланкетного модуля» путем реакции нейтронов с жидким сплавом лития и свинца (LiPb). Однако сложность заключается в том, чтобы затем извлечь это топливо из раскаленного жидкого металла. Именно здесь в игру вступают новые испытания на объекте UNITY-1. Тесты призваны подтвердить работоспособность запатентованной технологии Vacuum Sieve Tray (VST), созданной специально для этой цели. Технология VST работает следующим образом: обогащенный тритием сплав лития и свинца заливается в вакуумную камеру. Внутри специальные ситовые тарелки распыляют жидкость на мельчайшие капли. Это действие значительно увеличивает площадь поверхности жидкости, что позволяет эффективно извлекать захваченный газообразный тритий. На текущем начальном этапе испытаний инженеры используют дейтерий и водород в качестве заменителей, чтобы продемонстрировать принцип извлечения.
Эта система VST является ключевым компонентом более масштабной системы топливного цикла Fusion Fuel Cycle System компании. Разработка этой полной системы ведется для управления всем процессом поставки топлива: извлечения произведенного трития, его последующего хранения и подачи обратно на установку. Данные текущих испытаний UNITY-1 лягут в основу проектирования системы VST для проекта UNITY-2, который реализуется в Онтарио, Канада. Этот совместный проект с Canadian Nuclear Laboratories (CNL) проведет финальную валидацию технологии с использованием реального трития. «Демонстрация эффективности извлечения водорода — это критически важный шаг на пути к масштабируемому термоядерному синтезу», — заявил Сатоши Кониси, соучредитель и генеральный директор Kyoto Fusioneering.
Параллельно проект UNITY-2 в Канаде официально перешел на стадию строительства. Совместное предприятие Fusion Fuel Cycles привлекло рабочие бригады в лабораториях Чалк-Ривер в Онтарио. Сейчас команды занимаются демонтажем старого оборудования, чтобы подготовить площадку для новых технологических систем. Официально объект получил название Unique Integrated Testing Facility, и он станет первым в мире, где будет продемонстрирован полный, замкнутый тритиевый топливный цикл. Спроектированный для преодоления разрыва между теорией и практикой, UNITY-2 будет испытывать все компоненты топливного цикла вместе в условиях, приближенных к термоядерным. Это включает в себя все этапы: от впрыска топлива и отвода выхлопных газов до удаления примесей, разделения изотопов и хранения трития. Установка спроектирована для непрерывной циркуляции до 30 граммов трития в течение 24-часового цикла и имеет лицензию на расширение операций до 100 граммов.