Kyoto Fusioneering и Ок-Ридж построят первое в мире предприятие по валидации бланкетов-размножителей UNITY-3

Японская компания в области термоядерной энергетики Kyoto Fusioneering (KF) объявила о совместном с Ок-Риджской национальной лабораторией (ORNL) строительстве объекта под названием “UNITY-3” для валидации технологии бланкетов-размножителей, необходимой для коммерческих термоядерных электростанций. Проект называют первым в мире предприятием, ориентированным на экспериментальную отработку бланкетов-размножителей; одновременно KF перенесёт свою американскую операционную базу в Ок-Ридж, штат Теннесси. Проект получил поддержку соответствующей дорожной карты Министерства энергетики США, инвестиционного фонда ядерной цепочки поставок штата Теннесси и DOE, что свидетельствует о переходе термоядерной отрасли от чисто физических прорывов в области плазмы к инженерии, системной интеграции и развитию цепочек поставок.

Бланкет-размножитель — неотъемлемый ключевой элемент коммерциализации дейтерий-тритиевых термоядерных электростанций. Коммерческой D-T термоядерной электростанции необходимо нарабатывать тритий в бланкете под действием нейтронов для достижения самодостаточности по топливу, однако на сегодняшний день бланкет и топливный цикл остаются наименее технологически зрелыми компонентами термоядерной отрасли. За последние годы мировая термоядерная отрасль привлекла значительный частный капитал: совокупный объём финансирования превысил 12 миллиардов долларов, причём только за последний год поступило более 3,5 миллиарда долларов. Однако без надёжной способности к наработке трития эти инвестиции в конечном счёте могут упереться в ограничения топливного цикла. Значение UNITY-3 заключается именно в устранении этого пробела — создании общей валидационной платформы для термоядерных компаний, работающих по различным технологическим направлениям.

UNITY-3 будет использовать ускорительный крупнообъёмный D-T термоядерный нейтронный источник для измерений нейтронного спектра и объёма наработки трития в бланкете-размножителе в условиях, приближенных к реальной ядерной среде. Эти данные позволят не только валидировать характеристики бланкета, но и помогут откалибровать и снизить риски, связанные с расчётными кодами, используемыми при проектировании термоядерных электростанций. В документе “Fusion Science & Technology Roadmap” Министерства энергетики США “интегрированные нейтронные и бланкетные системы” отнесены к ключевой инфраструктуре, связывающей современные эксперименты с будущими демонстрационными термоядерными станциями; UNITY-3 отвечает именно этой потребности и предоставит для цифровой платформы проектирования термоядерных установок на основе ИИ, продвигаемой DOE, экспериментальные данные высокой точности, которые ранее никогда не были доступны.

С точки зрения позиционирования в отрасли, KF стремится стать обеспечивающим звеном для ключевых инженерных систем термоядерных электростанций, охватывая бланкеты, топливный цикл, тепловой цикл и соответствующие вспомогательные системы. Многие термоядерные компании сосредоточивают капитал и экспертизу на путях удержания плазмы, однако для реального преобразования физических экспериментов в генерирующие установки требуются значительные компетенции в области ядерной инженерии, материаловедения, производства и переработки топлива. Если каждая компания будет самостоятельно вертикально интегрировать эти возможности, издержки, сроки и технические риски существенно возрастут. Поэтому UNITY-3 спроектирован как открытая инфраструктура общего пользования, не привязанная к конкретному типу термоядерного реактора; проект уже получил поддержку таких компаний, как General Atomics, OpenStar Technologies, Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy, Xcimer Energy.

Выбор Ок-Риджа компанией KF также отражает ускоряющееся формирование географической и логистической структуры термоядерной отрасли. Ок-Ридж на протяжении длительного времени является важным центром ядерной науки, материаловедения, нейтронных исследований, передового производства и суперкомпьютерных вычислений в США; ORNL обладает глубокими наработками в области ядерных технологий. KF, в свою очередь, привносит японские инженерные компетенции в области бланкетов-размножителей, тритиевого топливного цикла и систем нагрева плазмы в экосистему США, способствуя развитию локального производства, подготовке кадров и формированию цепочек поставок в рамках союзнических отношений. В сочетании с уже реализуемыми проектами UNITY-1 в Японии и UNITY-2 в Канаде, UNITY-3 закроет этап валидации ядерных технологий в условиях реальной термоядерной нейтронной среды, что позволит программе UNITY сформировать поэтапную систему валидации, охватывающую неядерное теплогидравлическое поведение, сквозной топливный цикл и испытания бланкета в ядерной среде.