Стартап по слиянию ядерных реакторов Сам Альтмана Helion Energy достиг температуры плазмы 150 миллионов градусов — важной вехи, которая может обеспечить первую электросеть в 2028 году

Разработчик термоядерной энергетики Helion Energy, возглавляемый Самом Альтманом, объявил о новом достижении 13 февраля — рекордной температуре плазмы в 150 миллионов градусов Цельсия, что в 10 раз превышает температуру ядра Солнца — в рамках своей чрезвычайно амбициозной цели обеспечить электроснабжение в штате Вашингтон к 2028 году.

Рекомендуемое видео

Разработчики стартапов в области термоядерной энергии — так называемой силы звезд в банке — соревнуются, чтобы доказать эффективность своих технологий и обеспечить чистую, неограниченную электроэнергию для сети, чтобы удовлетворить потребности растущего рынка ИИ. В то время как Helion придерживается наиболее агрессивных сроков выхода на коммерческое производство — по контракту для дата-центров Microsoft — скептики ставили под сомнение дату начала работы Helion; их уникальный технологический подход по сравнению с конкурентами; а также их относительно небольшое количество научных обновлений до настоящего времени.

«Хотя промежуточные этапы очень важны для демонстрации работоспособности технологии и получения регуляторных одобрений, в конечном итоге речь идет о масштабном развертывании электростанций для поддержки растущих потребностей в энергии», — сказал соучредитель и генеральный директор Helion Дэвид Киртли в интервью Fortune.

«Мы по графику планируем подать первый электрический ток в сеть в 2028 году. Это амбициозная цель. Будет трудно», — отметил Киртли. «Часть этого — постепенная итерация и параллельная разработка, которая сейчас ведется в Малаге, штат Вашингтон.»

Хотя достижение по нагреву плазмы было зафиксировано на седьмом прототипе Helion — Polaris, расположенном в пригороде Сиэтла, — компания уже строит свою коммерческую электростанцию мощностью 50 мегаватт — Orion, в 130 милях от Малаги, недалеко от растущего кампуса дата-центров Microsoft. В настоящее время Helion не собирает реактор, что требует дополнительной инженерной доработки и настройки дизайна.

Разработка нескольких проектов параллельно — включая систему сборочного производства — является ключом к быстрому развитию и успеху Helion, отметил Киртли. «Это позволяет нам создавать семь поколений систем термоядерной энергии и делать это гораздо быстрее, чем кто-либо другой в этой области. Основная идея нашей работы — быстрое строительство, тестирование, итерации и повторное создание.»

В отличие от традиционной ядерной фиссии, которая создает энергию путем расщепления атомов, термоядерное слияние использует тепло для получения энергии путем объединения атомов. В самой простой форме оно сливает водород, содержащийся в воде, в очень горячее, электрически заряженное состояние, известное как плазма, чтобы создать гелий — тот же процесс, который питает Солнце. При правильном выполнении этот процесс запускает бесконечные реакции, производящие электроэнергию. Но звезды используют огромное гравитационное давление для принуждения к слиянию. На Земле создание и удержание необходимого давления для стабильной и управляемой реакции остается инженерной задачей.

И поскольку реакторы термоядерной энергии значительно меньше звезд, им нужно производить тепло в гораздо более горячих концентрациях. Ядро Солнца достигает примерно 15 миллионов градусов Цельсия, или 27 миллионов градусов по Фаренгейту.

Минимальный порог для устойчивой коммерческой термоядерной энергии считается около 100 миллионов градусов Цельсия, поэтому достигнутый новый рубеж вызывает большой энтузиазм.

Helion был основан в 2013 году, а Альтман стал председателем и крупным инвестором в 2015 году — незадолго до того, как он стал соучредителем OpenAI. В тот же год Альтман также стал председателем компании Oklo, занимающейся малым модульным реактором (SMR). Среди других ключевых инвесторов Helion — соучредитель LinkedIn Рейд Хоффман и соучредитель Facebook и нынешний CEO Asana Дастин Московиц. Киртли отметил, что роль Альтмана — сосредоточиться на долгосрочной стратегии.

«Один из вопросов, который я получаю от Сэма, — «Как мы можем двигаться быстрее?»» — сказал Киртли. «Мы уже работаем в агрессивные сроки. «Как двигаться быстрее? Как быстро развернуть мощность в масштабах?»»

Уникальный подход к термоядерному синтезу

Киртли ранее работал в NASA-поддерживаемой компании MSNW над технологиями ракетного двигателя на основе термоядерного синтеза. Он соучредил Helion с двойной целью — развитие термоядерной энергии и термоядерного движения. Работа в области движения помогла Helion разработать свой уникальный подход к энергии, отметил он.

«Одна из вещей, которую ты понимаешь, работая в космосе и создавая системы для полетов, — нельзя тратить ничего зря. Каждый грамм веса критичен; каждый ват мощности важен», — сказал Киртли. «Ты должен быть очень эффективным везде и всегда. Если применить такой же подход к термоядерной энергии, физические требования значительно сокращаются.»

Большинство технологий термоядерного синтеза, а также ядерной фиссии, основаны на генерации тепла для привода паровых турбин, которые производят электроэнергию. Технология Helion захватывает электроэнергию прямо во время процесса синтеза — обходя необходимость в турбинах.

«Это — действительно основное отличие, которое, по нашему мнению, позволяет нам двигаться гораздо быстрее, чем другие», — сказал Киртли. «Это уменьшает масштаб системы термоядерного синтеза. Это минимизирует сложность реализации.»

Топливо Helion для синтеза сочетает дейтерий из воды с тритием. Helion стала первой компанией, получившей лицензию на использование радиоактивного трития в качестве источника синтеза. Но конечная цель — использовать дейтерий и гелий-3, который Helion планирует получать путем слияния тех же дейтериевых атомов. Гелий-3 позволяет генерировать больше электроэнергии при меньшем количестве тепла.

Главным конкурентом Helion в области синтеза, по мнению экспертов, является Nvidia и компания Commonwealth Fusion Systems (CFS), поддерживаемая Биллом Гейтсом, которая обладает более крупными финансовыми ресурсами, но придерживается более консервативного подхода. Commonwealth использует наиболее традиционную технологию — токамак, что является относительно стандартным для начинающей отрасли, которая еще не выработала электроэнергию на сети.

CFS в настоящее время строит прототип своего реактора SPARC, запуск которого запланирован на следующий год. Но он не будет поставлять энергию в сеть. Если SPARC удастся, первая коммерческая установка CFS — ARC — планируется построить и запустить в начале 2030-х годов недалеко от Ричмонда, Виргиния. Если все пойдет по плану, 400-мегаваттная станция — значительно мощнее Orion Helion — сможет обеспечить электроэнергией около 300 000 домов.

CFS использует так называемый дизайн токамака — сокращение от тороидальной магнитной камеры — основанный на мощных магнитах. Технология по сути представляет собой огромный, в форме пончика, аппарат, который захватывает плазму в высокотемпературном сверхпроводящем магнитном поле. Но этот процесс создает тепло, а не электроэнергию.

Меньший, но более быстрый подход Helion использует магнитно-инерциальный синтез. Теоретически плазма сталкивается в реакторной камере и сжимается магнитами вокруг устройства. Это нагревает плазму, инициируя реакции синтеза и вызывая изменение магнитного поля плазмы. Это изменение взаимодействует с магнитами, усиливая их магнитное поле и вызывая поток новой электроэнергии через катушки.

Главное — это довольно сложно, и никакой гарантии успеха у ни одного из разработчиков термоядерной энергии нет. Но Киртли уверен, что в течение следующего десятилетия синтез сможет значительно повлиять на энергетическую систему США и продолжать расти.

«Если мы просто построим первую в мире термоядерную электростанцию, как компания, мы провалились», — сказал Киртли. «Наша цель — развернуть чистую и безопасную базовую мощность для мира. Это означает создание технологий, которые можно масштабировать, массово производить и которые должны быть низкозатратными, чтобы клиент хотел их использовать.»