Термоядерная энергия стала ближе: Inertia Enterprises сжала производство топлива с недели до 30 минут

До сих пор топливные таблетки для лазерного термоядерного синтеза делали по технологии Национального комплекса зажигания (National Ignition Facility, NIF) в Ливерморской национальной лаборатории, США. Там на одну таблетку уходила неделя и больше, а производили их штучно, буквально несколько в год. Inertia Enterprises, получившая 450 миллионов долларов инвестиций, поставила задачу перевести этот лабораторный процесс в промышленный формат. О результатах компания впервые рассказала изданию TechCrunch.

Что изменилось в производстве таблеток?

• Кристаллы растут за 30 минут вместо недели. В NIF слой замороженного дейтерия и трития (изотопы водорода, топливо для реакции синтеза) выращивали до семи дней. Inertia сократила этот этап примерно до получаса.
• Полная таблетка готова за два-три часа. Весь цикл, от заполнения алмазной сферической оболочки газовой смесью до финальной сборки, занимает часы, а не дни.
• Процесс масштабируется. По заявлению компании, технологию можно вывести на промышленный объём. Коммерческая электростанция Inertia будет расходовать 10 таблеток в секунду.
• Снижается потребность в тритии на площадке. Чем быстрее цикл, тем меньше радиоактивного трития нужно хранить одновременно. Тритий стоит около 30 000 долларов за грамм, по данным журнала Science, а его мировой запас составляет лишь около 25 килограммов.
• Допуск на дефекты выше, чем в NIF. Inertia планирует использовать лазер, который в четыре раза мощнее установки NIF. Избыточная мощность позволяет терпеть больше неровностей в сферической форме таблетки, а значит, упрощает и ускоряет производство.

Как устроена топливная таблетка?

Конструкция, на первый взгляд, напоминает матрёшку. Снаружи находится сферическая оболочка из алмаза. Под ней тонкий слой замороженных дейтерия и трития (кристаллический лёд из изотопов водорода). Внутри кристаллического слоя находится газообразная смесь тех же изотопов. Каждый твёрдый слой должен быть максимально близок к идеальной сфере.

Готовую таблетку помещают в золотую оболочку, хольраум (hohlraum). Лазер нагревает хольраум, тот преобразует энергию в рентгеновское излучение, которое сжимает таблетку. Если сжатие достаточно равномерное, атомы сливаются и выделяют энергию. Даже небольшие отклонения формы от сферы могут сорвать реакцию.

Энни Критчер, сооснователь и главный учёный Inertia, спроектировала первый эксперимент в NIF, который выделил больше энергии, чем потребил. Это даёт команде фору: они знают физику процесса изнутри.

«Я надел коммерческую шляпу и подумал: подождите, я знаю слово для этого. Прототипы.» : Джефф Лоусон, сооснователь и генеральный директор Inertia Enterprises

Компания наняла промышленных инженеров, в том числе из Apple, чтобы превратить лабораторные прототипы в продукт, который можно выпускать миллиардами. Разработка ведётся совместно с NIF при Ливерморской национальной лаборатории в формате государственно-частного партнёрства.

Что с этого вам, по ролям?

Автору Дзена и копирайтеру. Термоядерная энергия входит в топ запросов, связанных с технологиями будущего. Новость даёт конкретный информационный повод: цифры (30 минут против недели, 10 таблеток в секунду, 30 000 долларов за грамм трития) готовы для карточек, коротких видео и разборов.

Маркетологу. Если вы работаете с энергетическим или научным сектором, следите за Inertia как за кейсом перехода «из лаборатории в фабрику». Аргумент «мы переведём науку в промышленность» звучит убедительнее, когда есть измеримый прогресс.

Предпринимателю в РФ и СНГ. Россия ведёт собственные термоядерные программы, прежде всего проект токамака в Курчатовском институте, но по другой схеме (магнитное удержание, а не лазерный синтез). Прямого аналога Inertia в РФ пока нет. Следить за темой стоит для понимания глобального энергетического ландшафта: коммерческая термоядерная энергия, если она состоится, изменит стоимость электричества для любого бизнеса.

Сравнение подходов: Inertia и российская программа

Частые вопросы

Когда Inertia запустит электростанцию?

Компания не назвала точную дату. Ускорение производства таблеток снимает один из десяти барьеров, которые Inertia обозначила на пути к первой фазе коммерческой электростанции. Остальные девять пока не раскрыты в деталях.

Зачем нужен тритий и почему он такой дорогой?

Тритий (radioактивный изотоп водорода) вместе с дейтерием составляет топливо для термоядерной реакции. Его мировой запас, по данным журнала Science, около 25 килограммов, а стоимость порядка 30 000 долларов за грамм. Inertia, как и другие стартапы в сфере термоядерной энергии, планирует производить тритий прямо на площадке с помощью самих термоядерных реакций, но для запуска всё равно нужен начальный запас.

Можно ли вложиться в Inertia из России?

Inertia Enterprises привлекла 450 миллионов долларов частных инвестиций. Публичного размещения акций компания не проводила. Из открытых источников данных о доступности для иностранных инвесторов нет. Для отслеживания темы термоядерной энергии в целом можно следить за публикациями TechCrunch и журнала Science.