Стартап Inertia Enterprises, що займається розробкою технологій термоядерного синтезу, заявив про винайдення способу скоротити час виготовлення паливних гранул з кількох днів до кількох хвилин.
Скоротивши час заправки паливом, Inertia вважає, що подолано одну з десяти перешкод на шляху до запуску першої фази комерційного термоядерного реактора. Стартап надав TechCrunch ексклюзивний перший погляд на цей процес.
Цей прогрес не був гарантованим: інвестори вклали в Inertia 450 мільйонів доларів, виходячи з припущення, що компанія зможе комерціалізувати технологію, розроблену в Національній запальній установі (NIF). NIF – це складний науковий експеримент, експлуатація якого вимагає надзвичайної ретельності. У NIF виготовлення паливних гранул може займати тиждень або більше і коштувати чималих грошей. Це не найкращий рецепт для прибуткової діяльності.
«Але коли ви заглиблюєтеся, ви розумієте, що вони виготовляють лише кілька штук на рік», – сказав TechCrunch Джефф Лоусон, співзасновник і генеральний директор Inertia. «Я одягнув свій комерційний капелюх і сказав: зачекайте хвилинку, я знаю слово для цього: прототипи».
В Inertia команда взялася перетворити ці прототипи на щось, що можна виробляти масово. «Саме тому ми наймаємо людей з таких компаній, як Apple», – зазначив він. «Є багато інженерів-технологів, які говорять: «Гаразд, гадаю, мені доведеться розібратися, як зробити це мільярд разів на фабриці».
Однак паливна гранула NIF далека від iPhone. Зовні вона має сферичну оболонку з алмазу, а всередині – тонкий шар заморожених дейтерію та тритію, ізотопів водню, які можуть живити термоядерний реактор. Усередині кристалічного шару міститься суміш газоподібного дейтерію та тритію. Кожен твердий шар має бути якомога ближчим до ідеально сферичного.
Ці паливні гранули потім загортають у золоті корпуси, відомі як голрауми, які перетворюють енергію лазера на рентгенівські промені, що стискають паливну гранулу всередині. Якщо все піде за планом, це стиснення спричинить злиття атомів і виділення енергії. Але навіть невеликі недосконалості сферичної форми можуть порушити процес запалення, запобігаючи досягненню повною потенціалу термоядерної реакції.
Inertia довелося стиснути процес до рівня, який має комерційний сенс, не надто відходячи від фізики, відкритої в NIF.
«Що станеться, якщо спробувати зробити це швидше?» – запитав Лоусон. Команда мала перевагу: Енні Крітчер, співзасновниця та головний науковий співробітник Inertia, розробила перший термоядерний експеримент у NIF, який вивільнив більше енергії, ніж спожив.
Після кількох етапів розробки стартапу вдалося виростити кристали приблизно за 30 хвилин, тоді як у NIF це могло зайняти до тижня. Загалом, одна паливна гранула може бути виготовлена приблизно за дві-три години, і процес може бути масштабований до промислових обсягів. Inertia розробила цей процес за допомогою NIF у Національній лабораторії Лоуренса Лівермора, з якою стартап уклав державно-приватне партнерство.
Однак Inertia має перевагу, якої немає у NIF. Оскільки стартап планує використовувати лазер, який у чотири рази потужніший за той, що зараз є в NIF, він може допускати більше недосконалостей у паливній гранулі. Це також допомогло прискорити виробничий процес.
«У нас насправді є великий запас міцності», – зазначив Лоусон. «Це наша стратегія – зробити наш драйвер, наш лазер, надлишковими, щоб дати нам багато можливостей для маневру в усіх інших частинах системи».
Скорочення часу заправки паливом має додатковий ефект зменшення кількості тритію, який Inertia має зберігати в будь-який момент. Тритій є радіоактивним, і поводження з ним вимагає обережності. Він також надзвичайно дорогий на даний момент – близько 30 000 доларів за грам, а в усьому світі його запаси становлять лише близько 25 кілограмів, за даними журналу Science.
Inertia, як і багато термоядерних стартапів, планує виробляти власний тритій за допомогою термоядерних реакцій, але для початку їй все одно потрібен певний запас. Крім того, скорочення часу виробництва допомагає тримати запас невеликим. Inertia очікує, що її повномасштабна комерційна електростанція використовуватиме 10 паливних гранул щосекунди.
«Зменшивши затримку цього етапу, ви зробили ваше обладнання меншим; ви зробили все швидшим, усе ефективнішим», – сказав Лоусон.
За матеріалами: techcrunch.com