Неочакван съюзник: Атомните батерии ускоряват появата на термоядрени електроцентрали

Създаването на реактор за термоядрен синтез е едно, а получаването на електроенергия от него е съвсем различно и доста сложно начинание. Така например мегапроектът ITER няма да произвежда електричество, въпреки че се очаква да има положителен енергиен добив. Следващият международен проект – DEMO – ще произвежда електроенергия, за сроковете на реализацията на който вече дори не се споменава. Но има един трик, който би могъл да доближи термоядрения синтез с търговска цел, и това е натрупаният опит в областта на ядрените батерии.

Познати от повече от половин век, ядрените източници на енергия използват различни принципи за извличане на енергия от процесите на ядрен разпад – от отхвърляне на топлина до алфа и бета-волтаици (ядрени и електронни). Термоядрените реактори работят на различен принцип – те освобождават енергия по време на сливането на по-тежки ядра от по-леки, по-конкретно при съединяването на водородните ядра в хелиеви.

Но процесите на ядреното преобразуване не се ограничават само до това. В някои случаи термоядрените реакции се съпровождат и от други процеси, като например излъчване на алфа частици. И точно тук на помощ могат да дойдат добрите стари атомни батерии, които подобно на слънчевите панели са в състояние да улавят, но не фотони, а точно тези алфа частици (ядрата на изотопа хелий-4), генерирайки електричество подобно на класическите фотоволтаични клетки.

Ангажиментът за създаване на такива фотопанели или фотокорпуси за работа с алфа-частици във връзка с реакторите за термоядрен синтез бе поет от компанията Avalanche Energy. Тя вече разработва компактни реактори за термоядрен синтез по договор с Пентагона, които могат да бъдат допълнени с „алфа-обвивка“ за опростено отвеждане на електроенергията от работните камери на реакторите с помощта на технологиите за атомни батерии. В този случай няма да има нужда от обемисти и сложни системи за извеждане на енергията от реакторите, например под формата на банално преобразуване на водата в пара и подаването ѝ към турбините, което е обичайно днес. Заедно тези решения могат значително да подобрят ефективността на реакторите за термоядрен синтез и да приближат появата на търговски жизнеспособни решения с дори малък положителен енергиен добив.

Avalanche Energy съвсем наскоро подписа нов договор за 5,2 млн. долара с DARPA за разработване на такива решения. Тя получи допълнително финансиране от друго военно ведомство – AFWERX (под крилото на Военновъздушните сили на САЩ) – в размер на 1,25 млн. долара. В последния случай парите ще бъдат използвани за създаване на цифрови модели за ускорено разработване на усъвършенствани материали. Освен това през 2022 г. Avalanche Energy има договор с американското подразделение за отбранителни иновации (DIU) за разработване на компактен ядрен двигател за космически кораби, чийто прототип трябва да бъде показан през 2027 г., но това е друга история.