Новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Ядерный синтез как источник чистой энергии будущего привлек широкое внимание. В 2022 году технология компактного термоядерного синтеза была включена в «Десять лучших прорывных технологий в мире» по версии MIT Technology Review.

Вопрос, который беспокоит многих людей: когда ядерный синтез будет коммерциализирован?

Хотя его коммерциализация в краткосрочной перспективе все еще остается сложной задачей, мир активно продвигает коммерческое развитие ядерного синтеза.

Согласно «Глобальному отчету индустрии термоядерного синтеза за 2024 год», опубликованному Ассоциацией индустрии термоядерного синтеза, индустрия ядерного синтеза привлекла инвестиций на сумму более 7,1 миллиарда долларов США по всему миру. С 2023 года на поддержку развития термоядерных технологий было выделено более 900 миллионов долларов нового финансирования.

В годовом отчете, опубликованном ассоциацией в 2023 году, число глобальных компаний, занимающихся ядерным синтезом, составляло 43, а в этом году это число выросло до 45. Государственная поддержка финансирования увеличилась на 57% по сравнению с прошлыми 12 месяцами, достигнув 426 миллионов долларов США.

Среди прошлого финансирования различных компаний большое внимание привлекли три американские компании, занимающиеся термоядерной энергией, в том числе: Xcimer Energy — 100 миллионов долларов США, SHINE Technologies — 90 миллионов долларов США и Helion Energy — 65 миллионов долларов США.

Рисунок 丨 «Глобальный отчет о индустрии термоядерного синтеза за 2024 год», опубликованный Ассоциацией индустрии термоядерного синтеза (Источник: Ассоциация индустрии термоядерного синтеза).

Когда речь заходит о ядерном синтезе, первое, что приходит на ум, — это термоядерное устройство с магнитным удержанием «Токамак» и лазерный ядерный синтез с инерционным удержанием.

Токамак — это устройство кольцеобразной формы, изобретенное советскими учеными в 1950-х годах. Устройство поддерживает термоядерное топливо при достаточно высокой температуре в течение длительного времени, чтобы образовалась плазма, а затем использует магнитное поле для удержания плазмы.

Магнитное поле невидимо и неосязаемо и может стабильно существовать при высоких температурах в сотни миллионов градусов. Как только условия воспламенения достигнуты, токамак может продолжать поддерживать реакцию до тех пор, пока плазма не станет нестабильной.

Другим распространенным методом ограничения является лазерное инерционное ограничение, которое используется Национальной установкой зажигания (NIF) Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США.

Это устройство одновременно облучает частицу твердого ядерного топлива несколькими мощными лазерными лучами за очень короткий период времени, вызывая повышение ее температуры, превращая ее в плазму, вызывая взрыв и дальнейшую детонацию дейтерия и трития. вызывает цепную реакцию, вызывающую реакции ядерного синтеза.

В 2022 году NIF впервые добился чистого прироста энергии от термоядерного воспламенения.

Напротив, Xcimer Energy утверждает, что достигла лучших результатов, чем NIF. Например, генерировать в 10 раз больше энергии лазера, увеличить эффективность в 10 раз и снизить стоимость джоуля до одной тридцатой NIF.

На китайском рынке Hanhai Juneng, стартап в области ядерного синтеза, основанный в 2022 году, запустил раунд ангельского финансирования.

Кроме того, в апреле этого года было завершено финансирование в размере 50 миллионов юаней, предоставленное инвестиционными организациями Huaying Capital, Qiji Chuangtan, Qingzhou Capital и Houshi Capital. Этот раунд финансирования будет использован для физического и инженерного проектирования линейных устройств. .

По данным официального сайта компании, ее основной коллектив имеет соответствующий опыт работы в отечественных научно-исследовательских школах и научно-исследовательских институтах в области термоядерного синтеза. В число сотрудничающих подразделений входят Юго-Западный институт физики ядерной промышленности CNNC, Китайский институт физики плазмы. Академия наук, Университет науки и технологий Китая и Университет науки и технологий Хуачжун ждут.

Сян Цзян, генеральный директор Hanhai Energy, окончил Китайский университет науки и технологий со степенью бакалавра и доктора философии. Его направление исследований — термоядерное устройство с магнитным удержанием токамак.

После получения докторской степени он более десяти лет проработал в научно-исследовательском институте и накопил богатый опыт в исследованиях термоядерных устройств токамака и лазерного инерционного ядерного синтеза.

С технической точки зрения Hanhai Energy Concentration использует устройство ядерного синтеза, управляемое с обратной конфигурацией поля (FRC).

При FRC плазма заключена в кольцевую структуру, напоминающую бублик, и окружена магнитным полем. В отличие от других концепций удержания термоядерного синтеза, таких как токамак или стелларатор, вся плазма FRC и связанное с ней магнитное поле образуют автономную структуру.

Hanhai Energy «надеется стать китайской Helion Energy». О ее техническом развитии не так уж много информации. Мы можем получить некоторые рекомендации от Helion Energy, американской компании по ядерному синтезу, имеющей такой же технический путь за рубежом.

Термоядерные генераторы Helion Energy повышают температуру термоядерного топлива до более чем 100 миллионов градусов Цельсия и напрямую извлекают электрическую энергию в виде высокоэффективных импульсов. Дейтерий и гелий-3, используемые в качестве топлива для ядерного синтеза Helion Energy, постепенно нагреваются до состояния плазмы, а магниты будут удерживать плазму в структуре FRC.

Затем магниты ускоряют два FRC с противоположных концов устройства до скорости 1 миллион миль в час, заставляя их столкнуться в центре. Когда FRC сталкивается в центре системы, он снова сжимается сильным магнитным полем до тех пор, пока температура плавления не достигнет более 100 миллионов градусов Цельсия (9 кэВ).

Ионы дейтерия и гелия-3 при этой температуре движутся достаточно быстро, чтобы преодолеть силы отталкивания между ними, и происходит реакция синтеза. При этом выделяется больше энергии, чем потребляется в процессе термоядерного синтеза. С появлением новой термоядерной энергии происходит расширение плазмы.

Нельзя игнорировать скорость развития ядерного синтеза на китайском рынке. Помимо Hanhai Energy, в последнее время произошли изменения в финансировании других коммерческих компаний, занимающихся ядерным синтезом.

Например, в марте компания Xinghuan Juneng получила сотни миллионов юаней в рамках раунда финансирования Pre-A. В мае Fusion New Energy получила финансирование серии А, но сумма финансирования пока не разглашается. В мае 2023 года компания завершила ангельский раунд финансирования на сумму 1,5 млрд юаней.

За последние два года Energy Singularity получила ангельское финансирование и финансирование раунда Pre-A в размере примерно 400 миллионов юаней каждый. Кроме того, компания ENN Technology, дочерняя компания ENN Group, также стремится способствовать развитию технологий ядерного синтеза.

Судя по динамике компаний, занимающихся ядерным синтезом на мировом и китайском рынках, мы видим прогресс и постоянное развитие технологий ядерного синтеза. Относительно того, сможет ли ядерный синтез обеспечить электроэнергию в энергосистему до 2040 года, смогут ли различные компании, занимающиеся ядерным синтезом, решить проблемы. технологии, энергоэффективность, DeepTech будет уделять пристальное внимание ряду проблем, таких как финансовая поддержка.

Использованная литература:

https://www.fusionindustryassociation.org/fia-launches-2024-global-fusion-industry-report/

https://xcimer.energy/xcimer-raises-100-million-to-put-inertial-fusion-energy-on-path-to-commercialization/

https://www.shinefusion.com/

https://www.helionenergy.com/

Поддержка: Не знаю во сне

Набор текста: Чу Цзяши

02/

03/

04/

05/