Достижение в области лазерного синтеза Xcimer Energy: от лабораторных инноваций до масштабной генерации электроэнергии

В энергетическом технологическом ландшафте произошли изменения на этой неделе, когда министр энергетики США Крис Райт и представитель Колорадо Гейб Эванс посетили днепровский объект Xcimer Energy, чтобы своими глазами увидеть прорывные достижения компании в коммерциализации лазерной термоядерной технологии. Визит подчеркивает, как частный сектор Америки продолжает масштабировать научные достижения государственного сектора в готовые к рынку решения.

Прототип Phoenix: на пути к пересмотру сроков термоядерных реакций

Инженерная команда Xcimer преодолела критическую черту. Компания недавно завершила начальную сборку своего прототипа лазерной системы, получившего название “Phoenix”, и начала эксплуатационные испытания одного из самых мощных в мире KrF-лазеров, созданных в этом веке. Этот лазер служит оптическим двигателем, приводящим архитектуру импульсного сжатия Phoenix — сердце технологии, предназначенной для воспламенения топлива с беспрецедентной точностью.

Соучредитель Коннер Галлоуэй подтвердил во время брифинга, что Phoenix достигнет полного рабочего состояния в первой половине 2026 года. Важным является то, что проект сохраняет свои первоначальные сроки и бюджетные параметры, что является редкостью в развитии передовой энергетической инфраструктуры. Техническое достижение имеет более широкие последствия для того, как промышленный масштаб термоядерной энергии может наконец перейти от теоретической демонстрации к коммерческому внедрению.

Взгляд Вулкан: достижение безубыточности к 2031 году

Помимо Phoenix, есть Вулкан — следующая генерация объекта Xcimer, предназначенного для достижения так называемой инженерной безубыточности — момента, когда реакция термоядерного синтеза производит больше энергии, чем требуется для её запуска. Планируется завершить его к 2030 году; Вулкан будет работать на 12 мегаджоулях лазерной энергии, что является самым мощным лазером, когда-либо использованным для целей синтеза.

Что отличает подход Xcimer, так это стратегия архитектуры лазера. В то время как традиционные программы по синтезу опираются на твердотельные лазерные системы — технологию, лежащую в основе Национального института воспламенения (NIF), — Xcimer разработала новую конфигурацию твердотельного лазера, которая значительно снижает операционные расходы. Эта инновация в архитектуре решает экономический барьер, сдерживающий коммерциализацию синтеза.

Ожидается, что Вулкан продемонстрирует достижение инженерной безубыточности в 2031 году, превзойдя как французский лазерный мегаджуль, так и недавно установленный в Миянегине китайский лазерный комплекс по мощности и эффективности.

Почему это важно для энергетического будущего Америки

Присутствие Райта сигнализирует о признании Вашингтоном того, что термоядерная энергия — это критическая инфраструктура для национальной конкурентоспособности. В отличие от других возобновляемых источников, лазерный синтез — единственный научно подтвержденный метод получения чистой энергии — предлагает по-настоящему неограниченный, безуглеродный базовый источник энергии.

Технология имеет богатую историю. Ученые из Ливермора и Лос-Аламоса продемонстрировали коммерческую жизнеспособность инертного синтеза еще в 1988 году на испытательном полигоне в Неваде. Национальный институт воспламенения Ливермора достиг важного научного рубежа в декабре 2022 года, подтвердив достижение научной безубыточности. Теперь Xcimer ускоряет переход от научной валидации к инженерной реальности.

Многостоящий конкурс за место расположения Вулкана

Процесс выбора места для Вулкана включает штаты Колорадо (где находится штаб-квартира компании), Техас, Нью-Мексико, Калифорния и другие регионы. Объект будет задействовать сотни физиков, техников и специализированного персонала, одновременно стимулируя региональные инвестиции в инфраструктуру, развитие рабочей силы и смежные отрасли, такие как дата-центры и передовое производство.

Победившее место станет центром высокоэнергетической науки, национальных стратегических задач и экспертизы в области нулевого углеродного следа, что все более важно для геополитического преимущества.

С более чем 150 сотрудниками, в основном базирующимися в Денвере, и дополнительными производственными операциями в Тусоне, Аризона, Xcimer создала организационную базу для масштабирования от валидации прототипа до коммерческого производства синтеза — потенциально пересматривая способы получения базовой энергии человечеством в течение этого десятилетия.