Šios įmonės bando sukurti komercinį būdą gaminti energiją naudojant branduolių sintezę.
Branduolių sintezė – labai daug žadanti sritis. Tokiu būdu pagaminamas kuras būtų galingiausias pasaulyje – vienas litras branduolių sintezės kuro lygus 55 tūkst. barelių naftos. Paprasčiausias branduolių sintezės kuras gaunamas iš praktiškai nesibaigiančio gamtos ištekliaus – vandens. Teoriškai 2 kubiniai kilometrai jūros vandens galėtų pagaminti tiek pat energijos, kaip visos Žemės naftos atsargos. „Tai energija, kurią galima gaminti visur, ją gaminti iš esmės saugu, be to, taip visiškai neišmetama anglies dioksido – o svarbiausia, kad galima pagaminti tiek energijos, kad užtektų visai planetai, – teigia pelno nesiekiančios branduolių sintezės kuro gamybą remiančios organizacijos „Stellar Energy Foundation Inc.“ direktorius Matt Miller. – Dėl to verta pasistengti.“
Kad Saulėje energija atsiranda vykstant branduolių sintezei, žmonės suprato tik prieš maždaug 100 metų. Netrukus pradėta mėginti procesą atkartoti. Nors iš pradžių vykdyti tik mažučiai asmeniniai eksperimentai, netrukus branduolių sintezei tirti imti vykdyti didžiuliai brangūs moksliniai projektai. Pasak kitos pelno nesiekiančios organizacijos „Fusion Power Associates“, JAV vyriausybė nuo 1953 m. tiek paprastiems, tiek su ginklų gamyba susijusiems branduolių sintezės tyrimams skyrė daugiau kaip 30 mlrd. dolerių. Vaikydamosi tokio laimėjimo energetikos srityje didžiules sumas tyrimams skyrė ir Europos šalys, Rusija, Kinija bei Japonija.
Tačiau nors nuo šeštojo dešimtmečio buvo tikimasi, kad tyrėjai netrukus padarys perversmą, jų pasiekimai nuolat nuvildavo. Ir vis dėlto dabar dėl pažangių technologijų branduolių sintezės energija pagaliau gali tapti pasiekiamu tikslu.
Pasak buvusio Jungtinės Karalystės Atominės energijos agentūros vadovo ir Princetono universiteto Plazmos fizikos laboratorijos direktoriaus Steven Cowley, superkompiuterių technologijos ir sudėtingos modeliavimo sistemos gali padėti teoriją paversti veikiančiais įrenginiais. Anksčiau sakyta, kad branduolių sintezė – „puikus būdas gaminti energiją, išskyrus vieną trūkumą – mes nežinome, kaip tai padaryti, – teigia S. Cowley. – Tačiau dabar jau žinome.“
Tad kas gi ta branduolių sintezė? Iš pažiūros atrodo labai paprasta – du atomo branduoliai susiduria ir susijungia į vieną sunkesnį elementą, taip išskirdami energiją. O atomo branduolio dalijimas – atvirkštinis procesas, naudojamas šiuolaikinėse atominėse elektrinėse ir ant Hirošimos bei Nagasakio numestose atominėse bombose.
Vykdant branduolio padalijimą, energija išgaunama nestabilų atomo branduolį suskaldant į mažesnes dalis. O branduolių sintezė vykdoma su lengvais atomais. Įsivaizduokime, kad turime du vandenilio branduolius. Normaliomis sąlygomis jie abu turi teigiamą krūvį, todėl vienas kitą stumia. Tačiau didžiulėje temperatūroje sukėlus didelį spaudimą šie du atomai tiek priartėja vienas prie kito, kad atsiranda tik ypatingomis sąlygomis įmanoma branduolinė sąveika, du vandenilio branduolius paverčianti vienu helio branduoliu. Taip nutikus, naujo branduolio masė būna šiek tiek mažesnė už kartu sudėtą dviejų prieš tai buvusių atomų branduolių masę. Pagal garsiąją Einšteino formulę E = mc2 masių skirtumas tampa energija. Šis procesas vyksta žvaigždėse. Šis procesas vyksta Saulėje. Jis – vienas pagrindinių būdų, kaip energija atsiranda visoje visatoje.
Vis dėlto pirmieji bandymai juo pasinaudoti įgijo prastą reputaciją – tokia technologija dažnai garsinta, tačiau galų gale vis nuvildavo. Po Antrojo Pasaulinio karo Vokietijoje dirbęs austrų mokslininkas Ronald Richter apsigyveno Argentinoje ir ten įtikino diktatorių Juan Perón finansuoti jo eksperimentus su branduolių sinteze. Mokslininkas įkūrė įmantrias patalpas nuošalioje Andeano ežero saloje, o 1951‑ųjų vasarį pastebėjo, kad jo reaktorius skleidžia karštį, galėjusį atsirasti iš vykstančios termobranduolinės reakcijos. Kitą mėnesį J. Perón spaudos konferencijoje pareiškė, kad Argentina suvaldė atomus ir gali kurti nesibaigiančią energiją. Tačiau vėliau įvykdytas tyrimas atskleidė, kad R. Ritcher matavimo instrumentai karštį užfiksavo netiksliai. R. Ritcher prarado žmonių pasitikėjimą.
Nors daugelis fizikų į pirmąją jo ataskaitą žvelgė skeptiškai, naujienos apie galimą proveržį paskatino vykdyti tyrimus JAV, Jungtinėje Karalystėje ir Sovietų Sąjungoje. Princetono universitete vykdytame itin slaptame atominę bombą kurti skirtame JAV vyriausybės projekte dirbę mokslininkai ėmė tirti ir branduolių sintezę. 1951 m. ima kurti prietaisą, vadintą „stelaratoriumi“ – jame labai smarkiai įkaitinta plazma turėjo būti sulaikoma naudojant magnetinius laukus. Kodiniu pavadinimu „Project Matterhorn“ pavadintas projektas vėliau paviešintas ir tapo dabar veikiančia Princetono Plazmos fizikos laboratorija.
1958 m. Jungtinėje Karalystėje sukurtas įrenginys, pavadintas „Zeta“, kuriame per plazmą būdavo leidžiama aukštos įtampos srovė – tada dar kartą klaidingai paskelbta, kad prasideda branduolių sintezės energijos era. Paaiškėjo, kad plazma buvo neįprastai nestabili, todėl mokslininkai suklydo ir pamanė, jog vyksta branduolių sintezė.
Naujienos iš Argentinos taip pat paskatino greičiau vystyti Sovietų Sąjungos fiziko ir Nobelio premiją laimėjusio disidento Andrei Sakharov idėją – suspausti branduolinės sintezės kurą į spurgos formos konfigūraciją naudojant įrenginį, vadinamą „tokamaku“.
Nuo septintojo dešimtmečio, kai tokamakus ėmė gaminti viso pasaulio vyriausybių laboratorijos ir universitetai, veikiančių įrenginių iš viso pagaminta daugiau kaip 200. Svarbiausias pažangos branduolių sintezės srityje ženklas – tai vadinamoji „mišrioji sandauga“, kuria vertinamas reaktoriaus veikimas. Šį skaičių (nurodantį sistemos karštį, tankį ir izoliaciją) užrašius ant laiko juostos, gautume į garsųjį Gordon Moore dėsnį (teigiantį, kad kompiuterių galia kas dvejus metus padvigubės) panašią kreivę. Tačiau branduolių sintezės technologijos vystosi dar greičiau. „Tokamakai aplenkė Moore dėsnį“, – teigia iš Masačusetso technologijų instituto išsivysčiusios įmonės „Commonwealth Fusion Systems“ generalinis direktorius Bob Mumgaard.
Kodėl taip svarbu, kiek įkasta reaktoriaus sistema? Įsivaizduokite Saulę. Pradėti branduolių sintezės procesą padeda didžiulė Saulės trauka. Jos viduje spaudimas lygus maždaug 333 tūkst. Žemių masei, o temperatūra siekia maždaug 15 mln. °C. Tokiomis sąlygomis įvyksta branduolių sintezė.
Kadangi Žemėje trauka mažesnė, reikalinga aukštesnė temperatūra – pavyzdžiui, 100 mln. °C. Todėl, pasak Foothill Ranche rajone Kalifornijoje įsikūrusios „TAE Technologies Inc.“ generalinio direktoriaus Michl Binderbauer, pirmiausia reikia įkaitinti dujas ir paversti jas plazma. „Tai padarome suteikdami dujoms daugiau energijos, todėl po kiek laiko atomus sudarantys jonai ir elektronai atsiskiria ir tampa tam tikra krūvių sriuba, – aiškina jis. – Didžioji dalis visatos yra būsenoje, kurią mes vadiname „plazma“.
Beveik viskas, kas matoma visatoje, yra plazma. „Mes tikriausiai gyvename viename iš nedaugelio visatos plotelių, kur aplinkoje nėra plazmos, išskyrus žaibus ar panašius reiškinius“, – teigia M. Binderbauer. Pasak jo, kai šeštajame dešimtmetyje paaiškėjo, kad dėl plazmos nestabilumo ir kitokių keistų savybių branduolių sintezę pakartoti daugiau sunkiau, nei tikėtasi, iš to atsirado nauja mokslo šaka – plazmos fizika. Šis mokslas padėjo daryti pažangą medicinoje ir gaminti puslaidininkius.
Žinoma, įkaitinti plazmą iki 100 mln. °C gali pasirodyti sudėtinga ir baisu. Ar ji neištirpdytų visko, prie ko tik prisiliestų? Trumpai tariant – ne. Plazma – tai keletas dalelių vakuume, teigia M. Binderbauer. Jos tankis milijoną kartų mažesnis už oro, o būsena labai nestabili, tad ką nors palietusi ji iškart atšaltų. Pasak M. Binderbauer, „TAE Technologies“ turimas įrenginys „Norman“ plazmą gali įkaitinti iki 35 mln. °C. Jei jis kaip nors galėtų įkišti ranką į vakuumą su plazma, pasak jo, plazma rankos nenudegintų. „Mano ranka sugertų visą energiją, – teigia jis. – Ji net nelabai sušiltų.“ Skirtingai negu dalijant branduolius, vykdant branduolių sintezę nekyla jokios rizikos, kad reaktorius ištirps. „Plazmą reikia saugoti nuo aplinkos, o ne atvirkščiai“, – teigia M. Binderbauer.
Pasak Bernabio mieste netoli Vankuverio įsikūrusios įmonės „General Fusion Inc.“ generalinio direktoriaus Christofer Mowry, branduolių sintezės elektrinės turi dar vieną pranašumą palyginus su saulės ir vėjo energija bei kitais su pertrūkiais veikiančiais atsinaujinančiais energijos šaltiniais – jas statyti būtų galima bet kur. Daugumoje branduolių sintezę naudoti ketinančių projektų iš reakcijos gaunama energija būtų panaudojama kaitinti vandenį ir sukti įprastą garo turbinos generatorių. Dėl to C. Mowry tikina, kad elektrines būtų galima patogiai ir saugiai statyti miestuose ir kitose vietose, kur reikia energijos.
Tačiau branduolių sintezė turi ir vieną aiškų trūkumą, kuris atsispindi 70 metų trukusioje šios mokslo srities istorijoje, kurioje pilna pasakojimų apie sugriautas viltis, kad netrukus įvyks persilaužimas – ją labai sunku įgyvendinti.
1983 m. dabar jau miręs Masačusetso technologijų instituto tuometinio Plazmos branduolių sintezės centro asocijuotasis direktorius Lawrence Lidsky parašė straipsnį, pavadintą „Branduolių sintezės problema“. Pasak jo, branduolių sintezė – tai „puikus gero galvosūkio tiek mokslininkams, tiek inžinieriams pavyzdys. Daug kas mano, kad tai – sudėtingiausias visų laikų mokslinis ir techninis uždavinys, tačiau nepaisant to, mūsų pastangos duoda vaisių.“ Tačiau L. Lidsky taip pat sudarė ilgą ir išsamų sąrašą problemų, dėl kurių tikimybė, kad branduolių sintezė kada nors taps ekonomiškai perspektyviu energijos šaltiniu, menka.
Praėjus daugiau kaip trisdešimčiai metų L. Lindsky įvardytos problemos dar neišspręstos. Viena svarbiausių iš jų – radiacija. Žinoma, branduolių sintezei naudojamas kuras nėra toks pavojingas, kaip branduolių dalijimui reikalingas uranas ir po jo liekančios radioaktyvios atliekos. Kad suprastume, kaip vykdant branduolių sintezę atsiranda radiacija, reikia šiek tiek pasigilinti, kas vyksta reaktoriuje.
Pradėkime nuo to, kad branduolių sinteze galima sujungti daug įvairių lengvų elementų. Tačiau lengviausia 50:50 santykiu sujungti du vandenilio izotopus – deuterį ir tritį. Vadinamajam „D‑T“ deriniui šioje mokslo šakoje skiriama daugiausiai dėmesio. Deuteris – sunkus vandenilis, randamas jūros vandenyje. Jo branduolį sudaro protonas ir neutronas (o paprasto vandenilio – tik vienintelis protonas). Tritis – tai labai sunkus vandenilis, sudarytas iš protono su dviem neutronais. Jis radioaktyvus, o jo pusėjimo trukmė – 12 metų. Be to, jis labai retas ir brangus (tačiau jį būtų galima gaminti branduolių sintezės reaktoriuose).
Kai susijungia deuterio ir tričio branduoliai, energija išskiriama alfa dalelės (du protonus ir du neutronus turinčio helio branduolio) ir labai energingo neutrono pavidalu. Neutronai yra neutralūs, todėl plazmą gaubiantis magnetinis laukas jų nesustabdo. Dėl to jie trankosi į visas juos supančias medžiagas – tokamakuose jos vadinamos „pirmąja siena“. Neutronui įsirėžus į sieną išsiskiria karštis, o sienos atomai išmušami iš vietos, todėl ji apgadinama ir tampa radioaktyvi.
Pasak į pensiją išėjusio Princetono universiteto Plazmos fizikos laboratorijos tyrėjo Daniel Jassby, dėl degančio D‑T atsiradusi nuolatinė neutronų kruša sukurtų daugybę radioaktyvių atliekų. Kadangi apgadintas pirmąsias sienas reikėtų keisti, kiltų kaina, nes reikėtų sumokėti už naujų dalių įrengimą ir patirti nuostolių, nes tam tikrą laiką sistema negamintų energijos. Be to, pasak jo, dėl įrenginių dydžio branduolių sintezės reaktoriai pagamintų net iki 10 kartų daugiau radioaktyvių atliekų negu įprasti branduolių dalijimo reaktoriai. Nors radiacijos lygis nebūtų toks didelis, kaip panaudotų urano kuro strypų, jis vis tiek būtų pavojingas – branduolių sintezės pagamintos atliekos keltų grėsmę ne tūkstančius, o šimtą metų.
Pasak D. Jassby, tikrosios branduolių sintezės reaktorių eksploatavimo išlaidos gali būti per didelės, kad atsipirktų, o apie konkurenciją su esamomis atominėmis elektrinėmis neverta net kalbėti. „Kas norėtų jas statyti?“ – klausia jis.
Tačiau branduolių sintezės srityje visada buvo dalelė utopijos ir idealizmo. Galbūt dėl to 1985 m. JAV prezidentas Ronaldas Reiganas ir Sovietų Sąjungos vadovas Michailas Gorbačiovas pasirašė sutartį bendradarbiauti kuriant naują branduolių sintezės energijos projektą. Dabar IERT pavadintas ilgai atidėliotas milžiniškas 35 valstybių bendras projektas statomas pietų Prancūzijoje. Šiuo metu užbaigta 60 proc. darbų.
Kai ITER pagamins pirmąją plazmą (planuojama, kad taip turėtų būti 2025 m.), tikimasi, kad bus pasiektas vienas iš branduolių sintezės energetikos tikslų – bus pagaminama daugiau energijos, negu suvartojama. „Nė vienas specialistas neabejoja, kad kai ITER bus įjungtas, jis išskirs grynąją energiją“, – teigia „General Fusion Inc.“ direktorius C. Mowry. Tikimasi, kad ITER suvartos 50 megavatų energijos, o pagamins 500. Specialistų žodžiais tariant, jo vertė bus Q>1. Kadangi tikimasi, kad jis pagamins 10 kartų daugiau energijos, negu suvartos, jo vertė bus Q=10.
Plazmos fizikos srities atstovai neabejoja, kad branduolių sintezė įmanoma. Pasak C. Mowry, šiuolaikiniai startuoliai stengiasi sukurti veikiančią ir pelningą branduolių sintezės elektrinę. „Privačios branduolių sintezės įmonės netirs plazmos fizikos pagrindų ir nevystys branduolių sintezės mokslo, – teigia jis. – Jos naudojasi sunkiai per pusę šimtmečio sukauptomis žinios ir bando jas paversti pelningu energijos šaltiniu.“
Štai trumpa trijų tokių įmonių apžvalga:
„Commonwealth Fusion Systems“ (CFS), Kembridžas, Masačusetso valstija
TECHNOLOGIJA: Išvystyti aukštos temperatūros superlaidžius magnetus, skirtus sulaikyti plazmą mažame tokamake, vadinamame „Sparc“.
LĖŠOS: 115 mln. JAV dolerių.
INVESTUOTOJAI: ENI, „Breakthrough Energy Ventures“*, „Future Ventures“, „Khosla Ventures: ir kiti
(* Organizacijai „Breakthrough Energy Coalition“ priklauso ir Michael Bloomberg, „Bloomberg LP“ įkūrėjas ir didžiausią įmonės dalį turintis savininkas, kuriam priklauso ir žurnalas „Bloomberg Markets“).
Profesorių iš Masačusetso technologijų instituto (MIT) Plazmos fizikos ir branduolių sintezės centro 2018 m. įkurta įmonė „Commonwealth Fusion Systems“ (CFS) ieško naujų patalpų. Kol kas CFS ir MIT projektavimo ir techninio darbo komandos dirba MIT patalpose įkurtame buvusiame JAV Energetikos departamento finansuojamo eksperimentinio tokamako „Alcator C‑Mod“ valdymo kambaryje. Pats įrenginys pastatytas už dviejų durų įrengtoje erdvėje ir turi vadinamąjį „stiprųjį lauką“, sukuriamą naudojant itin galingus magnetus. Su juo pasiektas rekordiškai didelis plazmos spaudimas.
CFS siekia žengti į priekį magnetinio plazmos sulaikymo srityje naudodami naujus, dabar lengvai prieinamus aukštos temperatūros superlaidininkus. Jų atradėjų pasiekimas buvo toks svarbus, kad 1987 m. už jį suteikta Nobelio fizikos premija.
Pasak CFS direktoriaus B. Mumgaard, iki tol, kol praeitą dešimtmetį neatsirado aukštos temperatūros superlaidininkų, tokamakus statydavę inžinieriai turėdavo pasirinkti – ar naudoti daug energijos ir sukurti stiprų magnetinį lauką, ar sukurti silpną magnetinį lauką daug didesniame įrenginyje, panašiame į ITER. Naujieji superlaidininkai suteiks įmonei galimybę statyti mažesnes ir pigesnes ITER versijas. „Po dviejų metų turėsime reikalingą magnetinį lauką“, – teigia B. Mumgaard.
Kitas CFS žingsnis bus pastatyti demonstracijoms skirtą įrenginį, vadinamą „Sparc“, kuriame bus naudojama naujoji magnetų technologija. „Sparc“ bus maždaug 3,6 m aukščio ir užims pusę teniso aikštelės ploto. Statybos turėtų prasidėti 2021 m. ir baigtis 2025 m. Po to tikimasi pagaminti komercinį elektrinės variantą, pavadintą „Arc“. Jis turėtų būti dvigubai didesnis – maždaug krepšinio aikštelės dydžio.
CFS tokamake būtų naudojamas D‑T kuras – vadinasi, jie susidurtų su pirmosios sienos problema. Pasak B. Mumgaard, jų siūlomas problemos sprendimas – „pastatyti įrenginį, kuriame pirmąją sieną būtų galima lengvai pakeisti.“ Jei siena būtų keičiama dažnai, netaptų labai radioaktyvi, todėl ją būtų galima laikyti sandėlyje, o vėliau perdirbti. „Galima pasirinkti, kokias medžiagas naudoti aplink įrenginį, – aiškina jis. – Kol kas renkamės tas, kurios pigios ir lengvai naudojamos. Tiesa, jos tampa radioaktyvios. Tačiau ateityje galėsime naudoti medžiagas, kurios laikys ilgiau.“ Vienas galimas sprendimas – naudoti specialius radioaktyvumui atsparesnius metalo lydinius, tačiau tokie lydiniai dar tik kuriami.
B. Mumgaard priduria, kad radioaktyvios branduolių sintezės reaktorių atliekos labai skiriasi nuo branduolių dalijimo metu sukuriamų atliekų. „Tai nėra biologiškai veiklios medžiagos, – teigia jis (kaip, pavyzdžiui, lakiosios medžiagos, galinčios patekti į išorę įvykus nelaimei branduolių dalijimo reaktoriuje). – Dėl to jos priklauso visai kitai kategorijai. Ar mums pavyks šitai įtikinamai paaiškinti plačiajai visuomenei – tai vienas iš klausimų, kylančių branduolių sintezės energijos srityje.“
Tačiau B. Mumgaard nenukabina nosies. „Branduolių sintezė – didelis siekis, bet į jį dedama daug vilčių, – teigia jis ir priduria, kad viltis į jį deda ne tik energetikos srities atstovai, bet ir investuotojai ir akademikai. – Mes bandome sukurti visiškai naują pramonę. Čia būti labai smagu.“
„General Fusion“, Bernabis, Britų Kolumbija
TECHNOLOGIJA: Vystyti magnetizuotos tikslinės branduolių sintezės įrenginį, kuriame plazma įleidžiama į besisukančių išlydytų metalų apsuptą ertmę, o tada norint paskatinti branduolių sintezę suspaudžiama sinchronizuotais stūmokliais.
LĖŠOS: Daugiau kaip 100 mln. JAV dolerių.
INVESTUOTOJAI: „Bezos Expeditions“, „Chrysalix Venture Capital“, „Khazanah Nasional“ ir kiti.
Netoli Vankuverio įsikūrusioje įmonėje „General Fusion“ reaktorius statomas kitaip. 2002 m. plazmos fiziko Michel Laberge įkurta įmonė pasinaudojo aštuntajame dešimtmetyje sukurtu JAV jūrų pajėgų tyrimų laboratorijos projekto dizainu. „Linus“ vadintas projektas turėjo keletą „General Fusion“ idėją įkvėpusių ypatybių. „Mūsų sumanymas – tai branduolių sinteze varoma dyzelinio variklio versija“, – teigia C. Mowry. „General Fusion“ įrenginyje pirmosios sienos problema išsprendžiama plazmą apsupus neutronus sugeriančiu išlydytu švinu ir ličiu. – Mes įleidžiame plazmą į sferos formos ertmę iš skysto metalo, o tada naudojame komplektą stūmoklių, sinchronizuotų labai greitai nusileisti ant ertmės aplink plazmą ir ją kaitinti, kol ims degti – taip pat, kaip dyzeliniame variklyje“, – teigia jis.
Pasak C. Mowry, greitos šiuolaikinės elektroninės valdymo sistemos gali sinchronizuoti stūmoklius taip tiksliai, kaip nebuvo įmanoma aštuntajame dešimtmetyje. „Tai – geras vadinamosios didelio poveikio technologijos pavyzdys“, – teigia jis. Įmonė ruošiasi statyti sumažintą modelį, kurį žada pabaigti 2025 m.
„Dabar tikrai atėjo branduolių sintezės laikas“, – tikina C. Mowry. Prieš pradėdamas dirbti „General Fusion“, jis 30 metų praleido energetikos sektoriuje ir netgi buvo įsteigęs vadinamuosius mažus modulinius branduolių sintezės reaktorius kūrusią įmonę. Pasak jo, dabar branduolių sintezė pamažu ims konkuruoti su branduolių dalijimu. „Pažvelgę į realias prognozes, kiek laiko reikėtų sukurti komercinę ketvirtos kartos branduolių dalijimo technologiją, pastebėsime, kad jos mažai skiriasi nuo prognozių, kiek laiko reikės sukurti komercinę branduolių sintezės technologiją“, – teigia jis.
„TAE Technologies Inc.“, Foothill Ranchas, Kalifornijos valstija
TECHNOLOGIJA: Vystyti dalelių srautais varomą priešingų laukų konfigūracijos įrenginį, kuriame uždaroje erdvėje viena į kitą paleidžiamos dvi plazmos, kad jų magnetiniai laukai jas sulaikytų, kol jos kaitinamos dalelių srautais.
LĖŠOS: Daugiau kaip 600 mln. JAV dolerių.
INVESTUOTOJAI: „Goldman Sachs Group“, „Vulcan Capital“, „Venrock“ ir kiti.
1998 m. atidaryta „TAE Technologies“ – seniausia šios srities įmonė. Pasak įmonės generalinio direktoriaus M. Binderbauer, dabar jau miręs plazmos fizikas ir vienas iš įmonės įkūrėjų Norman Rostoker visada žvelgė toli į priekį. N. Rostoker iš pat pradžių svarstė ne kurį kurą naudoti lengviausia, o kokiu kuru galėtų būti varoma perspektyvi branduolių sintezės elektrinė. Jis pasirinko vandenilį ir boru‑11 vadinamą boro izotopą, nes jų lengva gauti, be to, branduolių sintezės metu jie negamina radioaktyvių atliekų.
O kokių sunkumų iškilo? Pasirodo, boro‑11 kurą reikia kaitinti milijardų laipsnių temperatūroje. „TAE Technologies“ žengia būtent šiuo keliu, nes, pasak M. Binderbauer, tokios temperatūros jau buvo pasiektos dalelių fizikos eksperimentuose. „Kai kalbame apie temperatūrą, iš tiesų kalbame, kaip greitai ir energingai dalelės skrieja aplink ir trenkiasi viena į kitą“, – aiškina jis. Pagalvokite apie didįjį hadronų priešpriešinių srautų greitintuvą netoli Ženevos ir įsivaizduokite, kokia temperatūra jame pasiekiama, pataria jis. „CERN jau buvo atvejų, kai operatoriui valdant procesą temperatūra siekia trilijonus laipsnių, o tada dalelės patenka į žiedus ir skrieja aplink“, – aiškina jis.
„TAE Technologies“ naudoja „Norman“ pavadintą įrenginį, kuris pagreitina dvi plazmas ir uždaroje erdvėje paleidžia vieną į kitą, o tada kaitina dalelių srautais. Įrenginio veikimo temperatūra – maždaug 35 mln. °C. Kitame įmonės įrenginyje, pavadintame „Copernicus“, temperatūra turėtų siekti 100 mln. °C.
Kaip ir kiti tokie sunkiai įgyvendinami projektai, pastangos įgyvendinti branduolių sintezę tiek erzina, tiek įkvepia. Nors finišo linija dar už daugelio metų, technologijos proveržiai seniai domino mokslininkus, o pastaruoju metu sudomino ir investuotojus.
Branduolių sintezė gali užimti svarbią vietą tarp kitų ateities energijos šaltinių. „Statistikos specialistai teigia, kad per kitus 25 metus elektros paklausa ir vartojimas išaugs dvigubai, – teigia M. Binderbauer. – Man atrodo, kad rasti bazinės apkrovos poreikius patenkinantį elektros šaltinį, kuriam nereikia deginti iškastinio kuro – nepaprastai svarbu.“
Galima rinka nepaprastai didelė, o kad iki 2050 m. būtų pagaminti įrenginiai, reikia 10 trln. ar daugiau JAV dolerių vertės investicijų. „Tokioje rinkoje galima įsteigti kelias labai vertingas įmones, – teigia M. Binderbauer. – Ir mums net nereikėtų varžytis.“