Новозеландська фірма OpenStar Technologies зробила значний крок у сфері стійкого ядерного синтезу. Про це повідомляє Bloomberg.
Колективу вдалося зберегти в левітації магніт вагою 500 кг в п’ятиметровій вакуумній камері, наповненій газом, розігрітим до температури вище мільйона градусів за шкалою Цельсія.
За процесом спостерігала спеціально запрошена група осіб, включаючи прем’єр-міністра Нової Зеландії Крістофера Лаксона.
Голова OpenStar Рату Матаіра та прем’єр-міністр Нової Зеландії Лаксон. Джерело: Bloomberg.
Поки що реактор використовує більше енергії, ніж віддає. Проте, успішна левітація є одним із початкових етапів, які підтверджують функціональність технології.
Генеральний директор і творець OpenStar Рату Матаіра вважає, що простота структури дає компанії перевагу у формуванні продуктивного джерела термоядерної енергії. За його словами, левітація надпровідного магніту підтверджує правильність підходу та можливість його розширення.
«Наразі ніхто не має діючої термоядерної системи, здатної виробляти економічно вигідну електричну енергію. Розпочати з простішої установки, яку можливо швидше збільшити і здешевити — привабливий метод», — заявив експерт із фізики.
Змагання за термоядерний синтез
Приблизно 50 компаній у світі намагаються першими опанувати з’єднання атомних ядер таким чином, щоб отримувати недорогу енергію. OpenStar залучила близько $10 млрд від різних інвесторів, таких як Білл Гейтс і Джефф Безос.
«Термоядерна енергія має потенціал докорінно змінити енергетичну галузь, надаючи невичерпне джерело надійної та екологічно чистої енергії. Після побаченого стало очевидним, що цей шанс ближчий до реальності, ніж будь-коли раніше», — наголосив Лаксон.
Терміни досягнення мети залишаються невизначеними — прогнози коливаються від 10 до 30 років.
Реактор термоядерного синтезу OpenStar. Джерело: Bloomberg.
Про подібні досягнення раніше оголошували й в інших державах. Наприклад, у 2022 році каліфорнійським науковцям вперше вдалося отримати від реакції синтезу більше енергії, ніж необхідно для її ініціювання.
В OpenStar припускають, що потрібно декілька поколінь прототипів до створення установки, здатної забезпечити електрикою цілий міський квартал.
Принцип роботи
Ядерний синтез потребує плазми — четвертого агрегатного стану речовини (інші три: твердий, рідкий і газоподібний). Вона настільки розпечена, що електрони відокремлюються від атомів, утворюючи іонізований газ. Зірки, блискавки та північні сяйва — це види плазми.
У надрах Сонця під величезним тиском атоми з’єднуються, виділяючи енергію, яка живить усю Сонячну систему.
Один із методів відтворення цього процесу на Землі — застосувати магнітні поля для утримання плазми та запуску реакції синтезу.
У 1950-х роках радянські вчені розробили Токамак — перспективну концепцію у сфері керованого термоядерного синтезу. Реактор у формі тора застосовує потужні магніти, розташовані навколо камери з плазмою.
Така конструкція використовується в багатомільярдному міжнародному проєкті International Thermonuclear Experimental Reactor на півдні Франції. Її недоліки — значна вартість і можлива нестабільність четвертого стану речовини.
«Токамак більше нагадує реактивний двигун — за тим, як його необхідно проєктувати і як з нього видобувається продуктивність. Він значною мірою залежить від комплексного моделювання та високоточного виготовлення. Диполь ж більше схожий на багаття. Ви приблизно розкладаєте елементи, додаєте тепло — і як тільки вогонь розгорається, він підтримує себе сам», — пояснив Матаіра.
У 1987 році японський фізик-теоретик та інженер Акіра Хасегава запропонував альтернативний спосіб утримання плазми — розмістити високотемпературний надпровідний магніт не ззовні, а всередині неї. Така схема отримала назву левітуючого дипольного реактора.
У 2004 році MIT і Колумбійський університет вдало реалізували ідею, але згодом дослідження припинили через брак фінансування і технологічні обмеження того часу.
Перспективи OpenStar
Зараз компанія готує до запуску новий прототип під назвою Tahi — його планується презентувати через два роки. Протягом п’яти років очікується поява моделі третього покоління (Maui), яка буде генерувати нейтрони і стане комерційно вигідною.
Фінальним етапом буде установка четвертого покоління — Tama Nui. Її проєктна потужність становитиме від 50 до 200 МВт — цього достатньо для енергопостачання невеликого міста або великого промислового об’єкта.
Чому це важливо
Стрімкий розвиток штучного інтелекту призводить до експоненційного збільшення споживання електроенергії. У Morgan Stanley передбачили виникнення у США дефіциту потужності в 36 ГВт протягом найближчих трьох років.
Ситуація вже позначається на споживачах: ростуть тарифи, а перевантаження мереж призводять до перебоїв у постачанні електроенергії. З моменту запуску ChatGPT ціни на електроенергію у США зросли на 23%. З 2020 року показник збільшився на 40%, що значно перевищує загальні темпи інфляції в країні.
Аналітики The Kobeissi Letter вважають одним із можливих рішень розвиток атомної енергетики. На відміну від сонячних і вітрових станцій, АЕС працюють цілодобово — саме те, що потрібно для безперервної діяльності ШІ. Також це одне з найбільш економічних джерел енергії.
Проте, будівництво атомних електростанцій вимагає багато часу. На даний момент у США не будується жоден великий реактор.
Космос — вирішення?
Частина підприємців вважає, що майбутнє дата-центрів лежить за межами Землі. На їхню думку, енергетичні мережі планети наближаються до межі своїх можливостей.
У січні Ілон Маск оголосив, що Tesla відновить роботу над Dojo3 — раніше закинутим проєктом зі створення чипа третього покоління для електромобілів. Тепер його призначення — космічні обчислення.
Серед переваг — практично безмежний доступ до сонячної енергії та простору для розміщення обладнання. Недолік — висока вартість запусків ракет з необхідною інфраструктурою. Тим не менш, аналітики 33FG підрахували, що ШІ-обчислення на орбіті стануть економічно виправданими вже до 2030 року.
Однією з перших ініціативу виявила Google. Компанія оголосила про план зі створення мережі навколоземних супутників для енергозабезпечення дата-центрів. Ідею підтримує і CEO OpenAI Сем Альтман, але в Маска є стратегічна перевага — контроль над засобами доставки.
За рахунок майбутнього IPO SpaceX підприємець планує профінансувати запуск угруповання обчислювальних супутників за допомогою ракет Starship. Перебуваючи на орбіті, ці апарати зможуть цілодобово збирати сонячну енергію завдяки постійному освітленню.
Нагадаємо, у січні Qwen-3 від Alibaba Cloud стала першою у світі ШІ-моделлю, завантаженою і працюючою на орбіті.