Дадоха зелена светлина за строителството на първата в света термоядрена електроцентрала!

Американската компания Helion Energy официално получи разрешение от властите на щата Вашингтон да построи и експлоатира първата в света търговска електроцентрала за термоядрен синтез, пише kaldata.com

Това я превръща в лидер в надпреварата за създаване на практически неизчерпаем източник на чиста енергия. Ако Helion изпълни обещанията си, електроцентралата ще започне да функционира само след две години.

Helion получи два ключови лиценза от здравния департамент на щата Вашингтон: за използване на радиоактивни материали и за емисии във въздуха. Това позволява да се започне изграждането на основната сграда на централата Orion на площадката в Малага, Вашингтон.

Прецедентът е исторически, тъй като досега нито една компания не е получавала такива разрешителни за комерсиален завод за термоядрен синтез. За това спомогнаха решението на Комисията за ядрено регулиране на САЩ и Законът Advance 2024, които класифицират термоядрения синтез не като ядрено делене, а като по-безопасна технология (в същата категория като ускорителите на частици и медицинските изделия).

Helion си е поставила изключително амбициозен срок: до 2028 г. да осигури 50 мегавата електроенергия за центровете за данни на Microsoft. Компаниите подписаха такъв договор през 2023 г. Orion ще бъде първата централа, която ще се свърже към електропреносната мрежа именно за да изпълни това търговско задължение.

Въпреки регулаторния пробив, научната общност все още има въпроси относно Helion, пише IE. Най-голямата трудност е, че нито една компания в света все още не е демонстрирала икономически ефективен контролиран термоядрен синтез. Критиците отбелязват също така, че Helion много рядко публикува своите резултати в рецензирани научни списания.

Въпреки това лицензите са важен сигнал за индустрията като цяло. Те показват, че регулаторните органи са готови за енергията от термоядрен синтез и нейното развитие няма да бъде блокирано от бюрократични забавяния, както понякога се случва с други иновации. Въпросът сега е дали Helion ще успее да изпълни обещанията си до 2028 г.

На какъв принцип е пробива на Helion Energy в термоядрения синтез

Подходът на Helion Energy към термоядрения синтез се различава радикално от традиционните проекти като международния реактор ITER (който използва масивен Токамак). Пробивът и иновацията на Helion се базират на четири основни принципа, които целят превръщането на синтеза в комерсиално приложима технология.

Ето как работи тяхната концепция:



Плазмоиди и FRC (Конфигурация с обърнато поле)


Вместо да се опитват да удържат една огромна, непрекъсната маса от плазма в продължение на часове, Helion създават т.нар. плазмоиди – стабилни, самоорганизиращи се пръстени от плазма (като димни кръгове), които генерират собствено вътрешно магнитно поле. Тази конфигурация се нарича Field-Reversed Configuration (FRC).

Импулсно сблъскване и компресия (Ускорител на плазма)

Машината на Helion работи на импулси (като двигател с вътрешно горене), а не в непрекъснат режим.

В двата противоположни края на линейния реактор се създават два плазмоида.

Чрез мощни магнити те се ускоряват един срещу друг с над 1.5 милиона километра в час.

Сблъскват се в централната камера, където се сливат в един по-голям плазмоид.

Огромни магнити в центъра компресират тази плазма екстремно бързо, повишавайки температурата ѝ до над 100 милиона градуса по Целзий, което предизвиква термоядрения синтез.

Пряко преобразуване на енергията (Ключовият пробив)

Това е най-голямата иновация на компанията. Повечето други концепции за синтез (както и настоящите ядрени електроцентрали) използват топлината от реакцията, за да загреят вода, да направят пара и да завъртят турбина. Този процес е скъп, сложен и губи много енергия.

Helion заобикаля парните турбини:

Когато плазмоидът се компресира и синтезът започне, се освобождава огромно количество нова енергия.

Тази енергия кара плазмата рязко да се разшири.

Тъй като плазмата е заредена с електричество, нейното разширяване изтласква обратно магнитното поле, създадено от магнитите на реактора.

Според Закона на Фарадей за електромагнитната индукция, промяната в магнитното поле индуцира електрически ток директно в намотките около реактора.

Резултатът е, че термоядрената енергия се превръща директно в електричество с много висока ефективност.

Анеутронно гориво (Деутерий и Хелий-3)

Стандартните реакции за синтез използват Деутерий и Тритий (D-T), които при сливане отделят високоенергийни неутрони. Тези неутрони повреждат стените на реактора и правят компонентите радиоактивни.

Helion се стреми към реакция между Деутерий и Хелий-3 (D-He3). Тази реакция е почти "анеутронна" – вместо неутрони, тя освобождава предимно заредени частици (протони и алфа частици). Наличието на заредени частици е абсолютно задължително, за да работи директното преобразуване на енергията.

Тъй като Хелий-3 е изключително рядък на Земята, Helion са разработили затворен цикъл, в който сами синтезират необходимия им Хелий-3 чрез реакции между деутерий.

Системата на Helion не е "печка", която топли вода, а по-скоро електромагнитен двигател. Техният дизайн позволява реакторът да бъде много по-малък, по-евтин за конструиране и теоретично много по-ефективен при преноса на енергия към електрическата мрежа.