Поскольку гонка по коммерциализации управляемого ядерного синтеза входит в «доказанную прибыльную» стадию, американский стартап Realta Fusion объявил, что в ходе эксперимента 19 июня он успешно зажег лампочку, используя электричество, полученное непосредственно в результате реакции термоядерного синтеза. В нем считают, что это первый случай, когда частная компания публично продемонстрировала такие результаты. «Мы можем получать электричество из плазмы», — рассказал TechCrunch соучредитель и генеральный директор компании Киран Ферлонг, добавив, что эта веха показывает, «что может быть возможно в будущем».
В предыдущем, 2022 году, научно-исследовательские учреждения посредством знаковых экспериментов доказали, что управляемые реакции ядерного синтеза могут обеспечить «выигрыш энергии», то есть выходная энергия превышает входную энергию, что заставляет термоядерный синтез перейти от теории к экспериментальной реальности. Но на коммерческом уровне реальный вопрос сместился с «можно ли это сделать?» на «может ли он генерировать электроэнергию стабильно и достаточно дешево?» Поскольку термоядерные стартапы всех видов теперь должны доказать, что их реакторы экономически жизнеспособны.
Согласно традиционной концепции, одним из способов повышения мощности термоядерных электростанций по выработке электроэнергии является простое повышение температуры плазмы, нагнетание большего количества пара за счет более высокой температуры, а затем запуск более крупных паровых турбин для выработки электроэнергии. Путь, выбранный Realta, заключается в том, чтобы «собирать электричество» непосредственно из самой реакции термоядерного синтеза, минуя часть звена термомеханического преобразования. Теоретически ожидается, что это решение значительно повысит общую энергоэффективность.
По оценкам Ферлонга, эффективность процесса прямого преобразования энергии, используемого Realta, составляет около 90%, а это означает, что около 90% потенциальной энергии может быть преобразовано в электричество для самого реактора или для внешнего производства. Для сравнения, нынешний КПД термоэлектрического преобразования паровых турбин на многих атомных электростанциях деления составляет около 33%, и большое количество энергии «тратится» на теплопроводность и механические потери. Следовательно, если прямое преобразование может быть реализовано в больших масштабах, оно станет важной поддержкой для экономики термоядерных электростанций.
Эксперимент был завершен компанией Realta на своем демонстрационном устройстве WHAM, которое предназначено для демонстрации разработанного компанией направления технологии «синтеза магнитных зеркал». В ходе эксперимента Realta проверила рекуперацию энергии для конфигурации дейтерий-тритиевого топлива, которую она планирует использовать в коммерческих реакторах, в которых около 20 процентов энергии реакции синтеза выделяется в виде заряженных ядер гелия (альфа-частиц). Realta установила прототип преобразователя мощности в конце реакционного устройства и успешно собрала из этой «альфа-энергии» ток в несколько ампер, около 100 вольт, которого было достаточно, чтобы зажечь несколько лампочек, завершив таким образом «демонстрацию замкнутого цикла» от плазмы до фактического использования электроэнергии.
На крупных коммерческих электростанциях Realta планирует использовать устройство прямого преобразования энергии главным образом для подачи энергии для нагрева плазмы в реакторе, что снижает потребность в внешнем энергоснабжении и обеспечивает «переработку» электроэнергии. По оценкам Ферлонга, этот механизм энергетической «петли», основанный на прямом преобразовании энергии, как ожидается, увеличит общую мощность коммерческих электростанций на 20–30% в целом, что эквивалентно обеспечению непрерывно «ускоряющегося» энергетического маховика для термоядерных электростанций.
Realta — не единственная компания, занимающаяся термоядерным синтезом, делающая ставку на прямое преобразование энергии, но, похоже, она первая частная компания, публично продемонстрировавшая эту возможность. Компания по термоядерному синтезу Helion, поддерживаемая Сэмом Альтманом, также считает прямое преобразование энергии одной из своих основных технологий, но еще не продемонстрировала результатов в публичных экспериментах. Ферлонг отмечает, что возможность собирать электроэнергию непосредственно в результате реакций термоядерного синтеза «очень поможет общей экономике реактора» и, как ожидается, станет ключевым фактором в определении того, какие пути термоядерного синтеза будут коммерциализированы в первую очередь.
На уровне капитала Realta завершила раунд финансирования серии A на сумму 36 миллионов долларов США под руководством Future Ventures еще в 2025 году для содействия разработке и проверке своего решения «термоядерный реактор в бутылке». Ферлонг сказал, что компания в настоящее время готовится к новому раунду финансирования и надеется ускорить ход инженерных проверок и строительства прототипа электростанции, одновременно закрепляя технологические вехи.
Отраслевые аналитики полагают, что по мере того, как все больше и больше стартапов переходят от «зажжения лампочки» к «управлению агрегатом или даже электростанцией», фокус конкуренции в области термоядерной энергетики постепенно сместится с чисто технологических прорывов на стоимость, надежность, регулирование и построение цепочек поставок. Хотя эксперимент Realta ограничен по масштабу, это первый случай, когда частная компания публично продемонстрировала возможность получать электричество непосредственно из термоядерной плазмы. Его до сих пор считают символическим узлом на пути к коммерциализации термоядерного синтеза.