Новозеландська компанія-початківець OpenStar Technologies здійснила важливий крок вперед у сфері сталого ядерного синтезу. Про це інформує Bloomberg.
Колективу вдалося підтримувати в левітації магніт вагою 500 кг у вакуумній камері розміром п’ять метрів, заповненій газом, нагрітим до температур, що перевищують мільйон градусів за Цельсієм.
За експериментом спостерігала обмежена група людей, серед яких був прем’єр-міністр Нової Зеландії Крістофер Лаксон.
CEO OpenStar Рату Матаіра та прем’єр-міністр Нової Зеландії Лаксон. Джерело: Bloomberg.
На даний момент реактор споживає більше енергії, ніж виробляє. Однак, успішна левітація – одна з перших сходинок, що доводять робочий стан технології.
Генеральний директор і засновник OpenStar Рату Матаіра переконаний, що простота будови дає підприємству перевагу в розробці дієвого джерела термоядерної енергії. За його словами, левітація надпровідного магніту підтверджує правильність обраного шляху та можливість його розширення.
«Наразі не існує діючої термоядерної системи, здатної генерувати економічно вигідну електроенергію. Розпочати з більш простої установки, яку можна швидше збільшити в масштабі та здешевити — привабливий підхід», — констатував фізик.
Перегони за термоядерним синтезом
Приблизно 50 компаній по всьому світу прагнуть першими навчитися зіштовхувати атомні ядра таким чином, щоб отримувати недорогу енергію. OpenStar отримала майже $10 млрд від різних інвесторів, таких як Білл Гейтс і Джефф Безос.
«Термоядерна енергія має потенціал докорінно змінити енергетичний сектор, забезпечивши безмежне джерело безпечної та екологічно чистої енергії. Побачене підкреслює, що ця перспектива реальніша, ніж будь-коли раніше», — наголосив Лаксон.
Терміни досягнення мети залишаються невизначеними — оцінки варіюються від 10 до 30 років.
Реактор термоядерного синтезу OpenStar. Джерело: Bloomberg.
Про подібні досягнення раніше заявляли й в інших державах. Наприклад, у 2022 році вчені з Каліфорнії вперше змогли отримати від реакції синтезу більше енергії, ніж було витрачено на її запуск.
В OpenStar вважають, що знадобиться кілька наступних поколінь прототипів до створення установки, здатної забезпечити електроенергією цілий міський район.
Принцип функціонування
Ядерний синтез потребує плазми — четвертого стану речовини (інші три: твердий, рідкий і газоподібний). Вона настільки розпечена, що електрони відокремлюються від атомів, утворюючи іонізований газ. Зірки, блискавки та полярні сяйва – це форми плазми.
У надрах Сонця під величезним тиском атоми зливаються, вивільняючи енергію, яка живить всю Сонячну систему.
Один із методів відтворення цього процесу на Землі — використовувати магнітні поля для утримання плазми та ініціювання реакції синтезу.
У 1950-х роках радянські фізики розробили Токамак — перспективну концепцію у світі керованого термоядерного синтезу. Реактор у вигляді бублика використовує потужні магніти, розташовані навколо камери з плазмою.
Така конструкція застосовується в багатомільярдному міжнародному проєкті International Thermonuclear Experimental Reactor на півдні Франції. Її недоліки — висока ціна і можлива нестабільність четвертого стану речовини.
«Токамак більше нагадує реактивний двигун — з точки зору його проєктування та вичавлювання з нього продуктивності. Він у великій мірі залежить від складного моделювання та високоточного виробництва. Диполь натомість більше схожий на багаття. Ви приблизно розставляєте компоненти, додаєте тепло — і як тільки вогонь розгоряється, він підтримує себе сам», — роз’яснив Матаіра.
У 1987 році японський фізик-теоретик та інженер Акіра Хасегава запропонував альтернативний підхід до утримання плазми — розмістити високотемпературний надпровідний магніт не ззовні, а всередині неї. Така схема отримала назву левітуючого дипольного реактора.
У 2004 році MIT та Колумбійський університет успішно реалізували ідею, проте згодом дослідження було припинено через брак фінансування та технологічні обмеження того часу.
Перспективи OpenStar
Зараз компанія готує до запуску новий прототип під назвою Tahi — його планують представити за два роки. Протягом п’яти років очікується поява моделі третього покоління (Maui), яка генеруватиме нейтрони і стане економічно вигідною.
Завершальним етапом стане установка четвертого покоління — Tama Nui. Її проєктна потужність становитиме від 50 до 200 МВт — цього буде достатньо для енергопостачання невеликого міста або великого промислового об’єкта.
Чому це важливо
Стрімкий розвиток штучного інтелекту призводить до експоненціального збільшення споживання електроенергії. У Morgan Stanley спрогнозували виникнення в США дефіциту потужності в 36 ГВт протягом найближчих трьох років.
Ситуація вже позначається на споживачах: зростають тарифи, а перевантаження мереж призводять до перебоїв у постачанні електроенергії. З моменту запуску ChatGPT ціни на електроенергію в США зросли на 23%. З 2020 року показник збільшився на 40%, що суттєво перевищує загальні темпи інфляції в країні.
Аналітики The Kobeissi Letter вважають одним із можливих рішень розвиток атомної енергетики. На відміну від сонячних і вітрових установок, АЕС працюють цілодобово — саме те, що потрібно для безперебійної роботи ШІ. Також це одне з найбільш економічних джерел енергії.
Проте будівництво атомних електростанцій потребує значного часу. На даний момент у США не будується жоден великий реактор.
Космос — рішення?
Частина підприємців вважає, що майбутнє дата-центрів знаходиться за межами Землі. На їхню думку, енергетичні мережі планети наближаються до межі своїх можливостей.
У січні Ілон Маск повідомив, що Tesla відновить роботу над Dojo3 — раніше занедбаним проєктом зі створення чипа третього покоління для електромобілів. Тепер його мета — космічні обчислення.
Серед переваг — практично необмежений доступ до сонячної енергії та простору для розміщення обладнання. Недолік – висока вартість запусків ракет із необхідною інфраструктурою. Втім, аналітики 33FG підрахували, що ШІ-обчислення на орбіті стануть економічно доцільними вже до 2030 року.
Однією з перших ініціативу проявила Google. Компанія анонсувала план зі створення мережі навколоземних супутників для забезпечення енергією дата-центрів. Ідею підтримує і генеральний директор OpenAI Сем Альтман, але у 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 та функціонуючою на орбіті.