Дорожная карта США по термоядерному синтезу нацелена на развертывание первых электростанций к середине 2030-х годов

Министерство энергетики США (DOE) недавно опубликовало «Дорожную карту по термоядерной науке и технологиям», предусматривающую ускорение развертывания первых термоядерных электростанций к середине 2030-х годов. Эта дорожная карта является важным шагом на федеральном уровне по продвижению термоядерных технологий от экспериментальных исследований к инженерной реализации и коммерциализации, координируемым Офисом по термоядерному синтезу, созданным в ноябре 2025 года.

В отличие от существующих атомных электростанций, которые высвобождают энергию за счет реакций деления, термоядерные установки пытаются объединить легкие атомные ядра, а принцип их источника энергии аналогичен солнечному. Термоядерная генерация рассматривается как потенциальное низкоуглеродное направление в энергетике, однако отрасль в настоящее время находится на экспериментальной и демонстрационной стадии, и частные разработчики еще не достигли коммерчески значимого “чистого прироста энергии”, то есть когда энергия, вырабатываемая термоядерной реакцией, превышает энергию, необходимую для запуска и поддержания реакции.

Дорожная карта определяет три приоритетные задачи: создание ключевой инфраструктуры для сокращения разрывов в термоядерных материалах и технологиях; содействие открытому обмену в области искусственного интеллекта, передовых вычислений и исследовательских мощностей для ускорения технологических инноваций; расширение цепочек поставок и кадрового потенциала через государственно-частное партнерство. В документе также установлены краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные контрольные точки, сфокусированные на таких ключевых направлениях, как конструкционные материалы, компоненты, обращенные к плазме, и технологии переработки топлива.

В настоящее время 28 термоядерных компаний в США занимаются разработкой соответствующих технологий. Большинство предприятий следуют пути токамаков или стеллараторов, удерживая сверхвысокотемпературную плазму с помощью сильных магнитных полей; некоторые компании также исследуют такие подходы, как инерциальный термоядерный синтез с лазерным драйвером. Отраслевые эксперты считают, что, хотя различные технологические пути отличаются по конструкции установок, они в целом сталкиваются со схожими проблемами, включая разделение и переработку тритиевого топлива, а также изготовление компонентов, способных длительное время выдерживать облучение высокоэнергетическими нейтронами.

Робб Хьюз (Robb Hughes), директор по внешним связям компании Realta Fusion, заявил, что дорожная карта обеспечивает достаточно полный путь к коммерческому развертыванию, однако достижимость целей зависит от уровня федерального финансирования. Он считает, что при недостаточном финансировании ключевых направлений сроки коммерциализации термоядерного синтеза могут быть отложены.

По данным Ассоциации термоядерной промышленности, за 12 месяцев по июль 2026 года объем финансирования термоядерных компаний по всему миру достиг 4,48 млрд долларов США, при этом средства поступали в основном от частных инвесторов; с 2021 года совокупный объем финансирования составил 14,24 млрд долларов США. Правительство США поддерживает термоядерные исследования в основном через программу «Наука о термоядерной энергии» (FES). Принятое в 2022 году соответствующее законодательство разрешило выделение до 1,1 млрд долларов США на эту программу в 2027 финансовом году, однако окончательно Конгресс выделил 790 млн долларов США, что ниже 805,7 млн долларов США, исполненных в 2026 году.

Дорожная карта также подчеркивает важность государственно-частного партнерства для стимулирования исследований и разработок. Существующие программы Министерства энергетики США включают программу разработки термоядерной энергии на основе контрольных точек и «Инновационную сеть термоядерного синтеза» (INFUSE). Бюджет программы на основе контрольных точек на период с 2022 по 2027 год составляет 415 млн долларов США; компании получают выплаты после достижения заранее установленных технологических целей. Среди компаний-участниц — Commonwealth Fusion Systems (CFS), Focused Energy, Realta Fusion, Thea Energy, Tokamak Energy, Type One Energy, Xcimer Energy и Zap Energy.

Программа INFUSE, в свою очередь, помогает частным термоядерным компаниям напрямую использовать экспертные знания, вычислительные ресурсы и испытательные мощности национальных лабораторий и университетов Министерства энергетики США. Такие разработчики, как Commonwealth Fusion Systems, Type One Energy, Zap Energy, Pacific Fusion и Realta Fusion, уже получили соответствующую поддержку и сотрудничают с Ливерморской национальной лабораторией имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory), Ок-Риджской национальной лабораторией (Oak Ridge National Laboratory), Принстонской лабораторией физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory) и другими учреждениями.

В январе 2025 года Министерство энергетики США также выделило 107 млн долларов США шести исследовательским консорциумам через программу FIRE для содействия сотрудничеству между национальными лабораториями, университетами и частными предприятиями. Запущенный ранее в этом году проект Fusion BRIDGE предусматривает совместное финансирование строительства общих экспериментальных установок среднего и малого масштаба.

В области цифровых исследований и разработок дорожная карта предлагает содействовать применению искусственного интеллекта, передовых вычислений и квантовых технологий в термоядерной инженерии. Соответствующие инструменты могут помочь разработчикам создавать цифровые двойники реакторов, проводить стресс-тестирование компонентов до их изготовления и оптимизировать управление магнитным полем для повышения стабильности плазмы. Министерство энергетики США планирует создать цифровую платформу искусственного интеллекта для термоядерного синтеза, которая соединит данные экспериментальных и испытательных установок с моделированием, цифровыми двойниками и инженерными инструментами, что позволит сократить цикл перехода термоядерных систем от эксперимента к проектированию и эксплуатации.