«Бабочка» термоядерного синтеза: новозеландский стартап предложил превратить главный недостаток левитирующего диполя в преимущество

Прочитано: 33 раз(а)


В начале октября 2026 года немецкий физик-теоретик и популяризатор науки Сабина Хоссенфельдер в очередном выпуске своего научного дайджеста разобрала разработку новозеландского стартапа OpenStar Technologies — коммерческого термоядерного реактора Tāmanui, основанного на концепции левитирующего диполя. Идея, десятилетиями считавшаяся тупиковой, получила неожиданное инженерное решение: компания предлагает не бороться с радиационным повреждением центрального магнита, а сделать его планово заменяемым элементом, обслуживаемым роботами.

Что такое левитирующий диполь и почему его считали нежизнеспособным

В традиционных термоядерных установках — токамаках и стеллараторах — плазма удерживается магнитным полем, создаваемым внешними катушками, расположенными вокруг тороидальной камеры. В левитирующем диполе геометрия перевёрнута: вместо того чтобы помещать плазму внутрь системы магнитов, в центр вакуумной камеры помещается сам магнит — тороидальная сверхпроводящая катушка, которая левитирует в свободном подвесе и создаёт дипольное магнитное поле. Эта конфигурация напоминает магнитное поле планет вроде Юпитера.

У подхода есть два принципиальных преимущества. Во-первых, геометрия дипольного поля устраняет ряд неустойчивостей плазмы, которые мучают токамаки. Во-вторых, поскольку основной источник поля находится в центре, а не снаружи, требуется значительно меньше магнитов, что делает конструкцию дешевле и проще.

Однако именно центральное расположение магнита создаёт и главную проблему. В реакции дейтерий-тритиевого синтеза образуются быстрые нейтроны, которые не удерживаются магнитным полем и бомбардируют все элементы конструкции. Для внешних стенок камеры это терпимо, но магнит, находящийся внутри плазмы, деградирует значительно быстрее. Именно из-за этой уязвимости левитирующий диполь, известный с 1980-х годов, так и не получил развития: эксперимент LDX, проводившийся в MIT с 2004 по 2011 год, был закрыт, а японская исследовательская установка осталась единственной действующей.

Инженерное решение: «реактор Тесея» вместо физического прорыва

OpenStar Technologies не стала искать принципиально новое физическое решение. Вместо этого компания предложила подход, который Хоссенфельдер описывает как «очень приземлённый управленческий компромисс»: заменить защиту магнита настолько хорошо, насколько это возможно, а затем обеспечить его регулярную замену.

Конкретно это выглядит так. Магнит предлагается делать из сверхпроводника на основе бария и меди — достаточно стандартного материала. Вокруг катушки располагается защитный экран из вольфрама и карбида бора: вольфрам выдерживает высокие температуры, а карбид бора хорошо поглощает нейтроны. Это тоже не является чем-то революционным.

Новизна заключается в модульной конструкции. Магнит состоит из двух секций: основной и внешней. Внешняя секция принимается как расходный элемент — она будет повреждаться, и это считается нормой. Компания предусматривает механизм, при котором примерно раз в год весь магнитный модуль извлекается снизу с помощью роботов и помещается в радиационно-безопасное помещение, где повреждённые части заменяются. По оценкам компании, такая замена займёт около двух недель и может быть выполнена примерно десять раз, после чего потребуется замена других компонентов.

От Junior к Tāmanui: что уже сделано и что впереди

OpenStar Technologies уже прошла первый этап проверки концепции. В феврале 2026 года компания впервые в мире продемонстрировала удержание плазмы с температурой свыше миллиона градусов Цельсия с помощью левитирующего магнита массой полтонны в вакуумной камере диаметром 5,2 метра. Демонстрация прошла в Веллингтоне в присутствии премьер-министра Новой Зеландии Кристофера Лаксона и транслировалась в прямом эфире.

Прототип, получивший название Junior, обошёлся примерно в 10 миллионов новозеландских долларов и служит доказательством работоспособности архитектуры. Компания полностью ввела его в эксплуатацию и опубликовала проект установки промышленного масштаба — той самой Tāmanui, чьё название происходит от маорийского слова, означающего «солнце». Согласно опубликованным данным, Tāmanui рассчитана на производство около 208 мегаватт чистой электрической мощности — это сопоставимо с небольшой газовой электростанцией.

Помимо Junior, в планах компании — промежуточная машина Tahi («первая» на маори), которая должна продемонстрировать генерацию и удержание быстрых ионов в левитирующем диполе. Затем последует Māui — установка, способная производить нейтроны и, как следствие, генерировать доход. И только после этого — Tāmanui.

Партнёрство с Принстонской лабораторией и признание в научном сообществе

В конце сентября 2026 года OpenStar Technologies подписала меморандум о взаимопонимании с Принстонской лабораторией физики плазмы (PPPL) — одной из ведущих мировых институций в области термоядерных исследований. Соглашение предусматривает научное, академическое и образовательное сотрудничество в области левитирующих дипольных систем. Примечательно, что первый эксперимент с левитирующим диполем, LDX, начинался именно в стенах PPPL, и теперь OpenStar продолжает эту линию.

«PPPL был сердцем физики термоядерной плазмы на протяжении 75 лет. Первый эксперимент с левитирующим диполем начался как разговор в комнате управления флагманского токамака PPPL, — приводит слова главного научного сотрудника OpenStar Даррена Гарнье пресс-служба лаборатории. — OpenStar сегодня развивает эту концепцию, и мы рады партнёрству с PPPL, его невероятной экспертизе, возможностям и истории как источника инноваций».

В свою очередь, заместитель директора PPPL по исследованиям Лора Берзак-Хопкинс отметила: «Плазма внутри левитирующего диполя ведёт себя так, как невозможно воспроизвести в других типах термоядерных систем, что открывает возможность для уникальных научных открытий и решения задач, стоящих перед другими подходами к удержанию».

Оценка Хоссенфельдер: честный инжиниринг вместо обещаний

Сабина Хоссенфельдер в своём разборе формулирует вывод с присущей ей прямотой: OpenStar не решила проблему термоядерного синтеза. Но она предложила серьёзный инженерный маршрут для старой идеи, у которой прежде был принципиальный изъян. Физик также обращает внимание на более широкий урок: другим стартапам стоит уделять больше времени вопросам регулярного обслуживания, поскольку именно эксплуатационные расходы станут основным фактором стоимости термоядерной энергетики в будущем.

Иными словами, вместо обещания «чистой и бесконечной энергии через десять лет» OpenStar предлагает прагматичный план: построить реактор, который можно обслуживать, и делать это с помощью роботов. Именно такая постановка вопроса — когда износ компонентов признаётся неизбежной частью технологического процесса, а не аномалией, которую нужно победить, — и делает проект Tāmanui заметным событием в мировой термоядерной гонке.

Термоядерная энергетика может сыграть важную роль в глобальном реагировании на изменение климата



Новости партнеров