Стартап Inertia Enterprises, занимающийся термоядерным синтезом, заявил, что нашёл способ сократить время изготовления топливных таблеток с нескольких дней до нескольких минут.
Сократив время заправки топлива, Inertia преодолела один из десяти барьеров, которые необходимо преодолеть для реализации первого этапа своих амбиций в области коммерческих электростанций. Стартап предоставил TechCrunch эксклюзивный первый взгляд на этот процесс.
Прогресс не был гарантирован: инвесторы выделили Inertia 450 миллионов долларов при условии, что компания сможет коммерциализировать технологию, разработанную в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций (NIF), который представляет собой сложный научный эксперимент, требующий кропотливого ухода и обслуживания для работы. В NIF изготовление топливных таблеток может занять неделю или больше и стоить немалых денег. Это не лучший рецепт для прибыльной работы.
«Но когда вы действительно вникаете в это, вы такой: подождите, они делают их всего несколько штук в год», — сказал Джефф Лоусон, соучредитель и генеральный директор Inertia, TechCrunch. «Я надел свою коммерческую шляпу и подумал: подождите, я знаю это слово: прототипы».
В Inertia команда занялась превращением этих прототипов в нечто пригодное для массового производства. «Вот почему мы нанимаем людей из таких компаний, как Apple», — сказал он. «Есть куча промышленных инженеров, которые думают: «Хорошо, я думаю, мне придётся выяснить, как сделать это миллиарды раз на заводе».
Однако топливная таблетка NIF далека от iPhone. Снаружи она представляет собой сферическую оболочку из алмаза, а внутри — тонкий слой замороженного дейтерия и трития, изотопов водорода, которые могут служить топливом для термоядерного реактора. Внутри кристаллического слоя находится смесь газообразного дейтерия и трития. Каждый твёрдый слой должен быть как можно более сферическим.
Эти топливные гранулы затем оборачивают в золотые оболочки, известные как хольраумы, которые преобразуют лазерную энергию в рентгеновские лучи, сжимающие топливную гранулу внутри. Если всё пойдёт по плану, то это сжатие заставляет атомы сливаться и высвобождать энергию. Но даже небольшие отклонения от сферической формы могут нарушить процесс зажигания, не позволяя реакции синтеза достичь своего полного потенциала.
Инерции пришлось уплотнить процесс до такой степени, чтобы он стал коммерчески целесообразным, не отходя слишком далеко от физики, открытой в NIF.
«Что произойдёт, если вы попытаетесь сделать это быстрее?» — сказал Лоусон. У команды было преимущество: Энни Кричер, соучредитель и главный научный сотрудник Inertia, разработала первый эксперимент по термоядерному синтезу в NIF, который высвободил больше энергии, чем потребил.
После нескольких этапов разработки стартап смог вырастить кристаллы примерно за 30 минут, в то время как в NIF на это могло уйти до недели. В целом, одну топливную гранулу можно изготовить примерно за два-три часа, и процесс можно масштабировать до промышленных объёмов. Inertia разработала процесс с помощью NIF в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, с которой стартап сформировал государственно-частное партнёрство.
У Inertia есть преимущество, которого нет у NIF. Поскольку стартап планирует использовать лазер, который в четыре раза мощнее, чем тот, что сейчас есть в NIF, он может допускать больше дефектов в топливной грануле. Это также помогло ускорить производственный процесс.
«На самом деле у нас большой запас прочности», — сказал Лоусон. «Это наша стратегия — увеличить размер нашего драйвера, нашего лазера, чтобы у нас было много возможностей для манёвров в каждой другой части системы».
Сокращение времени заправки топливом имеет побочный эффект в виде сокращения количества трития, которое Inertia должна хранить в любой момент времени. Тритий радиоактивен, и обращение с ним требует осторожности. В настоящее время он также чрезвычайно дорог — около 30 000 долларов за грамм, а во всём мире его запасы составляют всего около 25 килограммов, согласно журналу Science.
Инерция, как и многие стартапы в области термоядерного синтеза, планирует получать собственный тритий с помощью термоядерных реакций, но для начала ей всё равно нужны определённые запасы. Кроме того, сокращение времени производства помогает уменьшить запасы. Инерция ожидает, что её полномасштабная коммерческая электростанция будет использовать 10 топливных таблеток каждую секунду.
«Сократив время задержки на этом этапе, вы сделали своё предприятие меньше; вы сделали всё быстрее, всё более эффективным», — сказал Лоусон.
Читайте также другие новости на нашем сайте: Главная страница
Источник: techcrunch.com