Google делает ставку на ядерное топливо

Автор Фелисити Брэдсток через OilPrice.com,

• Google подписала первое прямое корпоративное соглашение о покупке электроэнергии для ядерного синтеза с Commonwealth Fusion Systems.

• Глобальная гонка за достижение коммерческого ядерного синтеза усиливается, со значительными инвестициями со стороны США, Китая и Европейского союза.

• Ядерный синтез обещает обеспечить обильную, чистую энергию, потенциально революционизируя глобальный энергетический ландшафт и уменьшая зависимость от ископаемого топлива.

В течение десятилетий исследователи оценивали потенциал для разработки ядерных термоядерных реакторов, способных производить большое количество чистой энергии. Однако, несмотря на несколько прорывов в последние годы, большинство ученых согласны с тем, что мы далеки от коммерческого внедрения этой технологии. Тем не менее, барьер не остановил широко распространенные инвестиции в технологии, последние из которых поступили от американского технологического гиганта Google.

Согласно определению Международного энергетического агентства (МЭА), ядерный синтез - это процесс, посредством которого два легких атомных ядра объединяются, чтобы сформировать одно более тяжелое, высвобождая при этом огромное количество энергии. Реакции синтеза происходят в состоянии вещества, называемом плазмой - горячий, заряженный газ, состоящий из положительных ионов и свободно движущихся электронов с уникальными свойствами, отличными от твердых веществ, жидкостей или газов. Ядра должны сталкиваться друг с другом при чрезвычайно высоких температурах - около десяти миллионов градусов Цельсия. Когда ядра находятся в очень близком расстоянии друг от друга, притягательная ядерная сила между ними перевешивает электрическое отталкивание и позволяет им сливаться. Чтобы это произошло, ядра должны быть ограничены небольшим пространством, чтобы увеличить вероятность столкновения.

Ядерный синтез отличается от ядерного деления, текущего процесса производства ядерной энергии, используемого во всем мире, который происходит, когда нейтрон врезается в больший атом, заставляя его возбуждаться и распадаться на два меньших атома, также известных как продукты деления. Также выделяются дополнительные нейтроны, которые могут инициировать цепную реакцию. Когда каждый атом расщепляется, высвобождается огромное количество энергии. Уран и плутоний являются наиболее часто используемыми видами топлива для реакций деления.

После десятилетий инвестиций и исследований в области ядерного синтеза по всему миру, несколько прорывов сделали нас на один шаг ближе к достижению реакции ядерного синтеза, которая может привести к коммерческому развертыванию термоядерных реакторов. По состоянию на 2025 год коммерческие термоядерные компании привлекли более 9 миллиардов долларов инвестиций, и многие правительства теперь рассматривают термоядерный синтез как современную «космическую гонку». В настоящее время в мире насчитывается около 50 частных компаний, занимающихся коммерческим слиянием, и многие надеются, что предыдущая временная шкала в 30 лет для коммерческого развертывания может быть преувеличена.

В мае проект ядерного синтеза с длительным перерывом, поддержанный более чем 30 странами, наконец объявил о готовности собрать самый мощный магнит в мире. Международный проект термоядерного экспериментального реактора (ITER), базирующийся на юге Франции и поддерживаемый Соединенными Штатами, Китаем, Японией, Россией и Европейским союзом, направлен на создание «невидимой клетки», содержащей сверхгорячие частицы плазмы, которые объединяются и сливаются для высвобождения энергии. После нескольких лет задержек, стартовая фаза проекта, как ожидается, начнется в 2033 году.

В дополнение к совместному проекту некоторые страны борются за то, чтобы первыми достичь коммерческого ядерного синтеза. В феврале появились спутниковые снимки гигантского объекта в Китае. На снимках был показан огромный исследовательский центр ядерного синтеза, что, по мнению многих, означает, что Китай продвигается вперед в разработке ядерного синтеза.

Китайское правительство ежегодно тратит от $1 млрд до $1,5 млрд на исследования и разработки в области термоядерного синтеза, по словам руководителя Управления энергетических наук США Жана Пола Аллена. Между тем, бывший президент Байден тратил около 800 миллионов долларов в год, хотя США также добиваются значительного прогресса в ядерном синтезе.

В США инженеры Commonwealth Fusion Systems (CFS) разрабатывают проект синтеза, состоящий из машины в форме пончика, известной как токамак и называемой SPARC, которая, как они надеются, достигнет реакции ядерного синтеза. CFS — это компания, которая вышла из Массачусетского технологического института в 2018 году. Фирма привлекла более 2 миллиардов долларов финансирования для разработки машины, хотя неясно, сколько времени это займет и сможет ли она достичь чистого избытка энергии, как только она будет запущена. Тем не менее, целью компании является строительство первой в мире электростанции на термоядерном топливе в Вирджинии к началу 2030-х годов.

На этой неделе Alphabet, материнская компания Google, пришла к соглашению с CFS о покупке электроэнергии из своего проекта ядерного синтеза. Google подписала первое прямое корпоративное соглашение о покупке электроэнергии. Генеральный директор и соучредитель CFS Боб Мумгаард заявил: «Без партнерства и смелости, без постановки цели и ее достижения вы никогда не преодолеете эти проблемы». Финансирование является частью нового раунда финансирования CFS после того, как Google инвестировал 1,8 миллиарда долларов в компанию в течение предыдущего раунда 2021 года.

Несколько стран по всему миру стремятся разработать технологию ядерного синтеза, которая может быть развернута на коммерческом уровне для поддержки развития чистой энергии и перехода от ископаемого топлива. Достижение такого уровня реакции синтеза позволит правительствам обеспечить гораздо более обильную чистую энергию, чем они в настоящее время могут поставлять через проекты по расщеплению и возобновляемым источникам энергии.