Китайская компания ENN Group, работающая в сфере экологически чистой энергетики, провела термоядерный синтез водорода и бора на сферическом токамаке EXL-50U. Частота реакций превысила 100 миллионов в секунду. Это первый случай осуществления подобной реакции коммерческой компанией на собственной установке.
В отличие от дейтерий-тритиевого топлива, которое используется в большинстве исследований по термоядерному синтезу, реакция водорода и бора не приводит к образованию высокоэнергетических нейтронов в качестве основного продукта. Вместо этого протон водорода сливается с ядром бора-11, в ходе реакции выделяется энергия, образуются ядра гелия.
Компания объявила об этом достижении 28 сентября 2026 года. Полученные результаты могут дать новое представление о процессе синтеза водорода и бора.
Многие проекты в области термоядерного синтеза, включая Международный термоядерный экспериментальный реактор во Франции, сосредоточены на реакции дейтерия и трития, поскольку ее проще осуществить, чем реакции с использованием альтернативных видов топлива. В этом процессе ядро дейтерия сливается с ядром трития, образуя гелий-4 и высвобождая 17,6 МэВ энергии. Однако тритий радиоактивен, встречается в природе крайне редко и стоит дорого. Кроме того, при синтезе выделяются высокоэнергетические нейтроны, способные повредить материалы реактора и вызвать наведенную радиоактивность в окружающих компонентах.
Для синтеза водорода и бора используются относительно доступные виды топлива, а продуктами реакции являются преимущественно заряженные альфа-частицы, а не высокоэнергетические нейтроны. Но осуществить синтез водорода и бора значительно сложнее, так как для этого требуются гораздо более высокие температуры и строгие условия удержания плазмы.
Вместо попыток повысить температуру всей плазмы ученые применили комбинацию инжекции пучка высокоэнергетических нейтральных частиц и воздействия радиочастотных волн. Это позволило возбудить частицы в том диапазоне энергий, где вероятность протекания реакций водорода и бора выше. В ходе процесса в плазме генерировалось большое количество быстрых протонов. Сталкиваясь с ядрами бора, они способствовали тому, что частота реакций превысила 100 миллионов в секунду.
Результаты были проверены экспертами из международных научно-исследовательских институтов и университетов и подтвердили факт протекания реакции термоядерного синтеза с участием водорода и бора.
У такого подхода есть еще одно преимущество. В результате реакции синтеза водорода и бора образуются высокоэнергетические заряженные частицы. В перспективе системы будущего смогут преобразовывать их энергию непосредственно в электричество, минуя стадию получения пара для привода турбины.
