Thea Energy Eos

Компания Thea Energy создает безграничный источник энергии с нулевым уровнем выбросов для устойчивого будущего – стелларатор Eos.

Thea Energy строит самую экономичную и масштабируемую систему термоядерной энергетики, используя массивы магнитов массового производства и динамическое программное управление.

Подход к реализации проекта исключает необходимость в чрезвычайно сложных 3D-магнитных катушках, которые требовались в предыдущих поколениях архитектур стеллараторов. Эти модульные катушки были чрезвычайно сложны и дороги в производстве, сборке и обслуживании.

Перенося сложность 3D-магнитных катушек на программный стек, компания использует значительные достижения в вычислительных и управляющих системах. В результате получается радикально упрощающая (и снижающая стоимость) новая парадигма, с аппаратными системами, которые можно создавать более простыми и недорогими способами, одновременно решая давние проблемы на пути к термоядерной энергетике.

Первая система — Eos — это стелларатор с источником нейтронов, который позволит достичь лучших в мире показателей термоядерного синтеза, в ближайшее время ввести его в коммерческую эксплуатацию и снизить риски для первой термоядерной электростанции компании Thea Energy, Helios.

Интегрированный стелларатор Eos позволит создавать термоядерный синтез, соответствующий требованиям электростанций, используя упрощенную архитектуру компании.

Eos — это важный шаг на пути к созданию обильного источника энергии с нулевым уровнем выбросов и первой коммерческой термоядерной электростанции Thea Energy — Helios.

Работа Eos ускорит последующее масштабное внедрение термоядерной энергии в энергосистему через электростанцию ​​Helios компании. Eos не только обеспечивает значительную производительность термоядерного синтеза, но и снижает риски, связанные с программными/исполнительными аспектами строительства электростанции.

Мировые показатели термоядерного синтеза

Eos достигнет тройного произведения 1021 кэВ/м³ (эталонный показатель плотности, температуры и времени удержания, ключевой показатель для достижения чистого энергетического выигрыша на термоядерных электростанциях).

После того, как Eos достигнет лучших в мире показателей работы стеллараторной системы, устройство начнет второй этап долгосрочной эксплуатации для снижения рисков, связанных с другими технологиями термоядерных электростанций, и получения радиоизотопов с использованием дейтерий-дейтериевого (D-D) синтеза.

Динамическое программное управление термоядерным оборудованием

Плоская катушечная матрица и программный стек Thea Energy уникальным образом позволяют постоянно обновлять и оптимизировать системы, в отличие от единственной фиксированной рабочей точки 3D модульных катушечных стеллараторов.

Системное обслуживание по секциям, минимизирующее время простоя

Плоские катушки Thea Energy обеспечивают эффективное обслуживание по секторам, позволяя полностью демонтировать целые секции системы с минимальным количеством уникальных деталей. Это минимизирует время простоя и позволяет проводить техническое обслуживание в автономном режиме.

Не требуется никаких инженерных чудес

Максимальное магнитное поле в катушках Eos составляет приблизительно 16 Тл. Eos эффективно удерживает термоядерную плазму, эффективно используя высокотемпературную сверхпроводящую ленту и исключая риски отказов.

Устоявшаяся физическая основа

Стеллараторы — одна из наиболее хорошо изученных технологий термоядерного синтеза. Первоначально изобретенный в 1950-х годах в PPPL, стелларатор является одной из немногих концепций термоядерного синтеза, достигших температур, необходимых для поддержания термоядерной реакции.

Высокая эффективность

Стеллараторам не требуются системы привода тока, что обеспечивает высокоэффективную работу с низким потреблением энергии за счет рециркуляции.

Непрерывная работа в стационарном режиме

Стеллараторы — это по своей природе стабильные системы, которые могут работать с импульсами длительностью более 24 часов без риска сбоев.

Оптимальная архитектура электростанции

В отличие от других предложенных архитектур стеллараторов, квазисимметричная конструкция Thea Energy позволяет размещать магниты дальше от плазмы, обеспечивая достаточно места для бланкетных систем, актуальных для термоядерной электростанции на основе дейтерия и трития (D-T), и срок службы магнитов более 30 лет.

Использование технологии высокотемпературных сверхпроводников

Достижения в области высокотемпературных сверхпроводников и расширение цепочки поставок позволили Thea Energy и всей термоядерной промышленности создавать более эффективные системы с более сильными магнитными полями, используя при этом более компактные устройства.

Долгосрочный успех термоядерного синтеза благодаря непрерывной переоптимизации системы и обучению программного обеспечения

В компании оптимизировали Eos, снизив требования к проектированию и производству, используя более простое оборудование и более 450 независимых переменных для непрерывной переоптимизации производительности на протяжении всего срока службы системы в реальных условиях. Архитектура обладает на порядки большей устойчивостью к аппаратным проблемам, производственным ошибкам, вариативности конструкции и износу системы, чем модульные 3D-стеллараторы с катушками.

Команда специалистов постоянно совершенствует физику и инженерию стеллараторов, используя последние достижения в области высокоскоростных вычислений и искусственного интеллекта.

За последний год недавние прорывы позволили использовать примерно на 50% меньше катушек по сравнению с первоначально предложенной конструкцией системы. Eos теперь дополнительно оптимизирован таким образом, чтобы требовать только одну формировочную катушку одного размера. Это позволяет осуществлять массовое производство магнитного оборудования простыми и экономически эффективными способами (например, на автомобильных сборочных линиях). Это сокращение количества катушек и уникальных деталей также обеспечивает модульность компонентов системы и, следовательно, более эффективное техническое обслуживание. Дополнительное пространство позволяет легче собирать или демонтировать целые секции системы для технического обслуживания, а также размещать различные компоненты, такие как разъемы, водопровод, электропроводка и системы отопления.

В системе Eos используется набор плоских кольцевых катушек и плоских формирующих катушек, которые работают вместе аддитивно, точно и эффективно создавая магнитные поля стелларатора. Эта архитектура стелларатора с плоскими катушками позволяет создавать одни из лучших (т. е. наиболее точных и эффективных) реконструкций поля от катушки к плазме.
Динамически-управляемые плоские катушки могут создавать магнитные поля с более чем в 10 раз лучшей оптимизацией, чем существующие системы стеллараторов, такие как W7-X (Bonofiglo 2025 и Landreman and Paul 2022).

Подробные результаты рецензируемых исследований о прорывах Thea Energy, включая Eos и основные магнитные технологии системы, можно найти в разделе «Презентации и публикации» – https://thea.energy/presentations-and-publications/

Справка

Компания Thea Energy использует последние достижения в физике и инженерии стеллараторов для создания более быстрого и простого подхода к коммерциализации термоядерной энергии. Компания была основана в 2022 году, а технологии разработаны в Принстонском университете.

Источник информации – https://thea.energy/