Китай поема водеща роля в ядрения синтез

Няколко скорошни пробива, съчетани с интензивни инвестиции, може да доведат до това Китай да заличи ранната преднина на Европа в изследванията на ядрения синтез, предава Euractiv. Ядреният синтез, процесът на комбиниране на атомни ядра за освобождаване на огромни количества енергия, отдавна е приветстван като най-чистия и практически неограничен източник на енергия. Европа пое водеща роля в това изследване и запази инерцията с изключително мащабния проект ITER във Франция.

Съединените щати също правят интензивен тласък в изследванията на термоядрения синтез през последните години, мотивирани от огромното намаляване на емисиите и потенциала за енергийна сигурност. Китай започна по-късно да проявява интерес в синтеза. Но наскоро направи важна крачка в развитието на тази технология и може бързо да изпревари Европа, САЩ и Япония.

Възходът на Китай

Китай е дом на проекта Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), често наричан „Изкуствено слънце“. Управляван от Институтите по физика на Хефей, EAST вече премина няколко важни етапа. През 2021 г. EAST постигна температура на плазмата от 120 милиона градуса по Целзий, поддържайки я за 101 секунди. По-късно бе достигната още по-висока температура от 160 милиона градуса по Целзий за 20 секунди, надминавайки много международни стандарти. Китай също така планира да разработи своя първи експериментален термоядреен енергиен реактор, China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR), планиран да бъде завършен през 2030-те години. Китай допринася с ключови компоненти за ITER, като свръхпроводящи, а CFETR има за цел да преодолее пропастта между ITER и комерсиалните термоядрени електроцентрали, което ще позиционира Китай като лидер в разгръщането на термоядрена енергия.

„Преди 25 години Китай не беше в играта, сега разработи възможности от световна класа в сектора“, отбелязва Сирил Май Тан, директор по въпросите на ЕС за Асоциацията на термоядрената индустрия.

Според японския бизнес портал Nikkei от 2011 г. насам Китай е подал повече патенти във веригата за доставки на синтез, отколкото всяка друга страна. Страната има десет пъти повече докторанти по термоядрена наука и инженерство от САЩ. Китайското правителство инвестира близо 1,5 милиарда долара годишно в енергия от термоядрен синтез, което е почти два пъти повече от бюджета на САЩ за тази технология. През април 2024 г. Пекин прие нов Закон за атомната енергия, който ще ръководи регулирането на термоядрения синтез през следващите години. Технологията за синтез също беше добавена за първи път към годишните доклади за работата на правителството на Китайската комунистическа партия. Пекин се стреми да има индустриален прототип на машина за синтез до 2035 г., готова за търговска употреба до 2050 г.

Магнитен термоядрен синтез

Технологията на термоядрения синтез с магнитно ограничаване може да бъде ключова за тази стратегия. EAST използва усъвършенствани свръхпроводящи магнити, поставяйки основата за високоефективно задържане и стабилност на плазмата. Този тип термоядрен синтез се използва и от други проекти, като Commonwealth Fusion Systems в Съединените щати, който включва европейски акционери като италианската енергийна компания Eni. Въпреки че Китай постига значителен напредък, ясно е, че страната не може сама да стигне до същината на синтеза. Сътрудничеството с глобални партньори като ITER остава от съществено значение.

Европа, със своя акцент върху международното сътрудничество и авангардните технологии, предлага допълнителен модел към държавния подход на Китай. Междувременно САЩ и други нации, фокусирани върху иновациите в частния сектор, създават разнообразна система от изследвания на термоядрения синтез.

Напредък и в Япония

В Япония, където работата по термоядрения синтез започна много по-рано, напредъкът също върви с темпове, които осигуряват възможност за партньорство с китайския прогрес.

„Като вносител на енергия, Япония разбра стратегическото значение на термоядрения синтез за повишаване на нейната енергийна сигурност“ посочва Май Тан.

Японската програма за изследване и развитие Moonshot има за цел да разреши уникалните проблеми на страната, като бързо застаряващо население и особена уязвимост към въздействието на глобалното затопляне. Moonshot Goal 10 е специално насочена към ядрен синтез, достигайки разнообразни приложения на технологията до 2050 г. за осъществяване на динамично общество в хармония с глобалната среда и без ограничения на ресурсите.

Фокусът на Япония е върху дългосрочната устойчивост на ядрения синтез, белязан от комбинация от експериментални иновации, силни международни партньорства и фокус върху практически приложения. Усилията са основно съсредоточени около два знакови проекта –  Japan Torus-60 Super Advanced (JT-60SA) в Нака, термоядреен реактор, разработен съвместно от Япония и Европейския съюз съгласно Споразумението за по-широк подход, както и Спиралният изследователски проект за синтез, голямо спирално устройство, разположено в Националния институт за термоядрен синтез в Токи.

Докато първото използва технология за токамак, предназначена да допълни работата на ITER, второто е едно от най-големите устройства от типа стеларатор в света. За разлика от токамаците, стелараторите предлагат непрекъснато задържане на плазмата без необходимост от импулсна работа, като се справят с критично предизвикателство за стационарни термоядрени електроцентрали. И двете използват усъвършенствани свръхпроводящи магнити за ограничаване на плазмата. Япония е водеща в разработването на устойчиви на радиация материали, които са от решаващо значение за дълготрайността и безопасността на термоядрените реактори. През април 2023 г. японското правителство стартира своята Стратегия за иновации в областта на термоядрената енергия, насочена към подкрепа на реализацията на термоядрената енергия като източник на енергия от следващо поколение в света.