Американский стартап Zap Energy представил результаты испытаний своей последней установки для управляемого термоядерного синтеза Fuze-3 на научной конференции в Лонг-Бич в Калифорнии. Fuze-3 использует подход, основанный на Z-пинче со стабилизацией сдвиговым потоком.
Z-пинч — это метод сжатия плазмы посредством пропускания через неё тока. Создаваемое магнитное поле сдавливает плазму. Если магнитное поле достаточно сильное, то оно нагревает и сжимает плазму до состояния, когда ядра атомов начинают сливаться и происходит термоядерная реакция.
В ходе экспериментов удалось сжать плазму до давления более 1,6 гигапаскаля и нагреть ее до температуры более 11,7 миллиона градусов Цельсия. Полученное значение давления является рекордным для данного типа термоядерного синтеза.
Достижение высокого давления в плазме имеет ключевое значение для будущих термоядерных электростанций. Для выработки энергии, превышающей затраченную, необходимо достичь так называемого «тройного произведения», которое характеризует температуру, плотность и время удержания плазмы в термоядерном реакторе. Чем выше эти параметры, тем эффективнее термоядерная реакция.
Тем не менее, по оценкам Zap Energy, для достижения безубыточности (то есть когда выделившаяся энергия от термоядерной реакции сравняется с затраченной на её поддержание) необходимо увеличить давление плазмы еще как минимум в 10 раз.
Для достижения рекордного давления плазмы инженеры Zap Energy усовершенствовали конструкцию реактора, добавив третий электрод. В предыдущих версиях два электрода обеспечивали достаточный нагрев плазмы, но не позволяли достичь желаемого давления.
Представитель компании Энди Фриборн сообщил, что новая конструкция позволяет использовать два блока питания, что обеспечивает больший контроль над изменениями, происходящими в плазме внутри реактора. По его словам, камера плазмы внешне почти не изменилась, но работает иначе, поскольку используется два импульса входной мощности вместо одного.
В настоящее время Zap Energy работает над новым поколением установки Fuze, которая, как ожидается, будет запущена этой зимой.