Большинство экспериментальных реакторов термоядерной энергии сегодня работают на тритии, крайне редком и непростом топливе. Калифорнийский стартап TAE Technologies полагается на борводород, более дешевый и безопасный. Недавно вместе с коллегами из Японии разработчики получили первые данные о поведении бора в изолированной плазме. Эти данные позволят ученым лучше понять процессы термоядерного синтеза на основе борводорода.

В прошлом году TAE нагрела плазму в реакторе до 75 млн градусов Цельсия, в два с половиной раза превысив минимальный показатель, заданный компанией для оценки эффективности своей системы термоядерного синтеза пятого поколения Norman. Такой температуры должно хватить для запуска реакции синтеза.

Очередное достижение компании — публикация в журнале Nature Communications замеров борводородного синтеза в плазме, пойманной в магнитную ловушку. Прежде эта реакция уже подвергалась измерениям, но в других условиях: в лазерно-индуцированной плазме и в ускорителях частиц. Однако полученная ранее информация мало что может сказать TAE о том, как проходит синтез борводорода и его продуктов в удерживаемой магнитным полем плазме.

Эксперименты проходили при содействии Национального института термоядерной физики (NIFS) Японии, где расположено самое большое в мире устройство удержания сверхпроводящей плазмы и второй по величине стелларатор LHD, сообщает New Atlas.

Стелларатор LHD оборудован системой впрыска бора или нитрида бора в плазму. Обычно это делается для того, чтобы удалить примеси, снизить турбулентность и улучшить удержание плазмы, но ученые TAE выяснили, что бор накапливается и в середине плазмы с достаточной плотностью, чтобы рассчитывать на измеримые объемы борводородного синтеза при попадании в плазму высокоэнергетических протонов.

Исследователи сконструировали прибор на основе пассивированного ионно-имплантированного планарного кремниевого детектора, способный обнаружить альфа-частицы, возникающие в результате синтеза в камере LHD. И действительно, под действием бора и протонных лучей аппарат обнаружил в 150 с лишним раз больше импульсов альфа-частиц.

«Этот эксперимент дал нам большое количество данных для работы и показал, что борводород по праву занимает место в полезной термоядерной энергии, — заявил Михл Биндербауэр, глава TAE. — Мы знаем, что можем разрешить стоящие перед нами физические трудности и обеспечить мир новой, революционной формой безуглеродной энергии, не радиоактивной и доступной».

Примерно в 2025 году компания планирует добиться положительного энергобаланса, построив новый реактор Copernicus. А в начале 2030-х он уже должен работать как первый в мире прототип электростанции борводородного термоядерного синтеза, подключенной к энергосети.