Компания Pacific Fusion из США сообщила о значительном прогрессе в области термоядерного синтеза, основанном на результатах успешных испытаний, проведенных на комплексе Z Pulsed Power Facility при Национальных лабораториях Сандиа. Во время экспериментов был получен импульс силой 22 миллиона ампер, длившийся всего 120 наносекунд – это приблизительно в миллион раз быстрее, чем скорость человеческого моргания. Комплекс Z Pulsed Power Facility применяет мощные электрические импульсы для формирования экстремальных параметров, требуемых для осуществления термоядерного синтеза.

Проведённые испытания с двумя упрощёнными моделями мишени продемонстрировали, что магнитные поля способны успешно проникать в термоядерное топливо для его предварительной намагниченности. Этот результат является важным этапом в реализации планов компании по обеспечению чистой энергией к завершению текущего десятилетия.

В соответствии с Соглашением о совместных исследованиях и разработках (CRADA), исследователи применили устройство, напоминающее по размеру ластик и состоящее из пластика, покрытого алюминием. Ключевым нововведением является простота конструкции. Благодаря точной настройке толщины алюминиевого слоя, разработчикам удалось обеспечить проникновение магнитных полей внутрь мишени, что позволяет предварительно намагничивать топливо. Этот метод повышает эффективность удержания тепла и упрощает воспламенение топлива в процессе основного импульса сжатия.

Как заявил технический директор Pacific Fusion Кита ЛеШьен, проведенные исследования продемонстрировали, что мишень теперь способна на выполнение задачи, для которой ранее требовались громоздкие, одноразовые магнитные катушки. Это упрощает конструкцию термоядерной установки. Исключение дорогостоящего внешнего оборудования дает возможность создавать новые, более доступные мишени, которые обеспечат термоядерный синтез с высоким коэффициентом усиления и проложат дорогу к экономически эффективной термоядерной энергии.

Достижения, полученные в Сандиа, оказывают непосредственное влияние на создание демонстрационного комплекса Pacific Fusion, который должен быть возведен в Нью-Мексико. Проведенные исследования выявили, что использование более тонкого слоя алюминия способствует более быстрому и интенсивному проникновению магнитного поля в мишень, что предоставляет исследователям новый способ повышения производительности. Кроме того, полученные данные дают возможность оценить эффективность современных инструментов моделирования Pacific Fusion, созданных совместно с Flash Center при Университете Рочестера.

Ключевой проблемой, сдерживающей широкое применение инерционного термоядерного синтеза (ICF) в коммерческом энергетическом секторе, является испарение мишени и окружающих её материалов во время каждого импульса, что требует их регулярной замены. Компания Pacific Fusion предлагает решение, заключающееся в замене сложного и дорогостоящего внешнего оборудования на упрощённую конструкцию, выполненную из алюминия и пластика.

Вместо традиционных лазерных технологий, например, применяемых в Национальном комплексе зажигания, о прогрессе в котором было объявлено в 2022 году, Pacific Fusion использует импульсные магнитные поля. Данный метод направлен на создание энергии в доступной форме с высокой частотой повторения, в отличие от сложных и требующих высокой точности конструкций, применяемых в научных исследованиях. Он предлагает более простой способ коммерческого использования термоядерной энергии.