Компании Ad Astra и Space Nuclear Power Corporation объединили усилия по созданию комбинированной ядерно-электрической силовой установки для ускорения полётов по Солнечной системе. Плазменной двигательной установкой занимается Ad Astra, а источником энергии на распаде ядер — SpaceNukes. Испытания прототипа ожидаются в конце десятилетия с началом коммерциализации к середине 30-х годов, что позволит резко сократить время полёта к Марсу и дальше.

Источник изображений: techspot.com

Проектированием систем электрического (плазменного) ракетного двигателя VASIMR компания Ad Astra занимается более 20 лет. Двигатель VASIMR или магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (variable specific impulse magnetoplasma rocket) как и любой другой ионный ракетный двигатель работает за счёт использования мощных электромагнитных полей для ионизации и ускорения топлива (рабочего тела), создавая высокоскоростной плазменный выброс.

Плазменные или ионные двигатели экономичны, но их тяга очень низкая. Проблему со слабой тягой может решить мощный источник питания от выбора которого, кстати, ионные двигатели не зависят — подойдёт любой. Для двигателя VASIMR требуются источники питания мощностью в несколько сотен киловатт. Прототип VASIMR VX-200, например, требует 200 кВт входной мощности. Подобную и более высокую мощность не смогут обеспечить ни радиоизотопные источники питания, ни солнечные батареи — энергетическая основа современной космонавтики.

Теперь поддержку Ad Astra решает оказать компания SpaceNukes. В 2018 году она показала прототип портативного космического ядерного реактора мощность 1 кВт и пообещала представить 10-кВт источник электричества с продолжительностью работы не менее 10 лет. Объединение усилий позволит создать интегрированную силовую ядерно-электрическую установку для космических кораблей. Если планы компаний будут воплощены в жизнь, то появится возможность достичь Марса и вернуться обратно за считанные месяцы, вместо примерно двух лет, как это возможно с использованием современных двигателей на химическом топливе.

Meta✴ Platforms подтвердила своё намерение использовать ядерную энергетику для питания собственных центров обработки данных в США. По данным источника, компания готова принять предложение о сотрудничестве от компании, работающей в сфере ядерной энергетики, с целью добавить к уже имеющимся мощностям от 1 до 4 гигаватт энергии к началу следующего десятилетия.

Источник изображения: Bermix Studio/Unsplash

В сообщении сказано, что Meta✴ продолжает искать партнёров, имеющих опыт работы с «малыми модульными реакторами (SMR), либо с более крупными ядерными реакторами». Отмечается, что компания «географически независима» в отношении местоположения потенциальных ядерных объектов. Ранее в этом году Meta✴ уже планировала построить в США «атомный» ЦОД, но от этого проекта пришлось отказаться из-за того, что в районе потенциального строительства ядерного объекта обитает редкий вид пчёл.

«Поскольку инновации приносят значительные технологические достижения во всех секторах и поддерживают экономический рост, мы считаем, что ядерная энергетика может помочь обеспечить надёжную базовую мощность для поддержки растущих потребностей электросетей, которые питают наши центры обработки данных (физическая инфраструктура, на базе которой работают платформы Meta✴), а также окружающие их сообщества», — говорится в заявлении компании.

Meta✴ — не единственная крупная технологическая компания, которая стремится использовать ядерную энергетику для реализации своих амбиций в сфере искусственного интеллекта. Не так давно Google объявила о подписании соглашения, в рамках которого на территории США будет построено несколько реакторов с целью получения 500 мегаватт энергии. Ранее в этом году Microsoft заявила о желании возродить атомную электростанцию в Пенсильвании, чтобы стимулировать развитие ИИ-технологий.

Компания Anthropic, специализирующаяся на разработке искусственного интеллекта, совместно с Министерством энергетики США проводит уникальные испытания своей модели Claude 3 Sonnet. Целью эксперимента является проверка способности ИИ «не делиться» потенциально опасной информацией, связанной с ядерной энергетикой, в частности, с созданием оружия.

Источник изображения: Copilot

Как стало известно изданию Axios, специалисты из Национального управления ядерной безопасности (NNSA) при Министерстве энергетики США с апреля этого года проверяют модель Claude 3 Sonnet, чтобы убедиться, что она не может быть использована для создания атомного оружия. В ходе «красных запросов» эксперты манипулируют системой, пытаясь её «сломать».

По словам Anthropic, подобные тесты, проходящие в совершенно секретной среде, являются первыми в своём роде и могут открыть путь для аналогичных взаимоотношений с другими государственными структурами. «В то время как американская промышленность лидирует в разработке передовых ИИ-моделей, федеральное правительство приобретает уникальный опыт, необходимый для оценки систем искусственного интеллектана предмет определенных рисков для национальной безопасности», — заявила руководитель отдела политики национальной безопасности Anthropic Марина Фаваро (Marina Favaro).

Представители NNSA также подчеркнули важность работы в этом направлении. Вендэн Смит (Wendin Smith), заместитель администратора NNSA, заявила, что ИИ является «одной из ключевых технологий, которая требует постоянного внимания в контексте национальной безопасности».

Anthropic планирует и дальше продолжить сотрудничество с правительством, чтобы разработать более надёжные меры безопасности для своих систем. Пилотная программа, в рамках которой тестируется также более новая модель Claude 3.5 Sonnet, продлится до февраля 2024 года. Компания обещает поделиться результатами тестирования с научными лабораториями и другими организациями.

Amazon объявила о трёх новых соглашениях на проектирование и строительство малых модульных реакторов (Small Modular Reactor, SMR). Эти ядерные реакторы значительно меньше традиционных, что позволяет быстрее их строить и размещать ближе к потребителю. Microsoft и Google также недавно сообщили о подобных инвестициях в ядерную энергетику.

Источник изображения: Amazon

Один из проектов Amazon подразумевает разработку четырёх SMR совместно с Energy Northwest, вашингтонским консорциумом государственных коммунальных предприятий. Первоначальная генерируемая мощность составит около 320 мегаватт с потенциалом до 960 мегаватт. Одновременно заключено соглашение с компанией X-energy — разработчиком передовой конструкции ядерного реактора для проекта Energy Northwest.

На противоположном побережье США Amazon совместно с коммунальной компанией Вирджинии Dominion Energy изучает возможность постройки SMR вблизи существующей атомной электростанции. Это обеспечит дополнительную генерацию порядка 300 мегаватт электроэнергии.

Amazon утверждает, что эти проекты создадут новые рабочие места, например, соглашение с Energy Northwest приведёт к созданию 1000 временных рабочих мест на время строительства и около 100 постоянных рабочих мест после запуска реактора.

Этим летом Amazon объявила, что достигла своей цели по обеспечению соответствия своего потребления энергии возобновляемым источникам энергии на семь лет раньше, чем планировала. Однако некоторые сотрудники Amazon и эксперты по охране окружающей среды обвинили компанию в «искажении правды». Они утверждают, что объекты солнечной и ветровой энергетики используются всей энергосистемой, а не только Amazon.

Google объявила о подписании соглашения со стартапом в области ядерной энергетики Kairos Power о строительстве небольших реакторов для снабжения электроэнергией своих центров обработки данных. В рамках соглашения компания получит 500 МВт безуглеродной электроэнергии — сейчас спрос на источники питания для ЦОД и ИИ резко вырос.

Источник изображений: youtube.com/@Google

Новые электростанции, сообщили в Google, должны быть введены в эксплуатацию к концу десятилетия. Пока отсутствует ясность, будут ли объекты компании подключаться напрямую, то есть «вне счётчика», или электроэнергия будет подаваться в общую сеть. Google следует примеру Microsoft и Amazon, которые для удовлетворения своей потребности в электроэнергии обратились к ядерной энергетике. В марте Amazon сообщила о намерении построить в штате Пенсильвания ЦОД и напрямую подключить его к близлежащей АЭС; Microsoft в сентябре договорилась с Constellation Energy о перезапуске реактора в Three Mile Island, который был закрыт в 2019 году.

Если Kairos уложится до 2030 года, она опередит собственные прогнозы — ещё в июле компания планировала запустить коммерческую эксплуатацию своих объектов к началу 2030-х годов. Но ей придётся состязаться со стартапами, которые выбрали направление термоядерного синтеза — они намереваются запустить промышленные электростанции до 2035 года. Kairos — стартап, который специализируется на малых модульных ядерных реакторах (SMR), которые обещают удешевить и ускорить строительство атомных электростанций. Большинство существующих АЭС представляют собой масштабные объекты, вырабатывающие от 1000 МВт, но их проектирование занимает годы, а строительство требует десятилетий. В 2023 и 2024 годах в американской Джорджии были введены в эксплуатацию блоки Vogtle 3 и 4 — до этого новый объект был запущен лишь в 2016 году; запуск блоков запоздал на семь лет, а бюджет был превышен на $17 млрд.

Стартапы в области SMR пытаются сделать строительство ядерных реакторов быстрее и дешевле, используя методы массового производства, что способствует сокращению затрат и ускорению строительства. Kairos, вдобавок, предлагает охлаждать реакторы не водой, а расплавленными солями фторида лития и фторида бериллия; компания также получила одобрение на строительство демонстрационного реактора мощностью 35 МВт. Однако пока коммерческие SMR ещё не введены в эксплуатацию, их экономика остаётся в значительной степени непроверенной. Конструкции Kairos на основе расплавленных солей ещё предстоит доказать свои преимущества перед водяным охлаждением, за которым стоят десятилетия опыта.

Важным аспектом остаётся и общественное мнение: 56 % американцев поддерживают ядерную энергетику, а 44 % остаются её противниками, согласно данным Pew Research. Этот показатель может измениться, когда будут выбраны места для установки реакторов: респондентов спрашивали о перспективах отрасли в целом, но не предупреждали, что реакторы могут появиться неподалёку от населённых пунктов. Намного больше людей поддерживают ветровую и солнечную энергетику — они доступны уже сегодня и обходятся дешевле, чем новые АЭС.

Британская компания Rolls-Royce представила первые детали о своём микрореакторе следующего поколения, который будет сочетать инновационные технологии и урановое ядро, окружённое множественными защитными слоями. Разработка может кардинально изменить подход к производству энергии.

Источник изображений: Rolls-Royse

Согласно информации, предоставленной компанией на своём веб-сайте, микрореакторы, как и малые модульные реакторы (SMR), используют передовые ядерные технологии, являясь частью «ядерного портфеля» Rolls-Royce. Однако предназначены эти системы для разных задач.

Как сообщает издание Tweak Town, микрореактор Rolls-Royce сможет генерировать от 1 до 10 МВт энергии, а благодаря своей компактности станет мобильным источником питания. Система поместится всего в нескольких транспортных контейнерах, так что, по сути, можно говорить о передвижном современном ядерном генераторе. Компания сравнивает его с малым модульным реактором, который вырабатывает 0,5 ГВт мощности и работает со стационарной площадки размером примерно с два футбольных поля.

Подчёркивается, что микрореактор предложит высокую удельную мощность, которая позволит ему эффективно, гибко и устойчиво обеспечивать широкий спектр операционных потребностей. Он сможет обеспечивать подачу электроэнергии и тепла по требованию. При этом ключевым преимуществом является его масштабируемость, благодаря которой агрегат легко можно транспортировать по железной дороге, морем и даже отправить в космос, делая его универсальным и надёжным источником энергии. В нём будет применяться безопасное топливо, а внутри ядра каждая порция урана окружена несколькими защитными слоями, что позволяет выдерживать даже самые экстремальные условия.

Rolls-Royce предлагает четыре сценария применения своей разработки: для обороны, для обеспечения энергетической безопасности в отдалённых гражданских районах, для промышленных зон и в космосе. Любой из этих сценариев может стать «переломным для нашей цивилизации», считает компания.

Также микрореактор может быть использован для центров обработки данных искусственного интеллекта, которые потребляют невообразимое количество энергии. Те же полупроводниковые компании, такие как TSMC и Intel, смогут использовать реактор для решения массы проблем, связанных с электроэнергией и подачей воды для охлаждения оборудования, что, в целом, открывает новые возможности для развития технологий.

Французский токамак WEST установил новый рекорд — он удерживал плазму с температурой около 50 млн градусов Цельсия в течение 6 минут. Это стало возможным благодаря использованию внутренней облицовки реактора вольфрамом — металлом с чрезвычайно высокой температурой плавления в 3420 °C.

Источник изображение: Токамак WEST/CEA-IRFM

Ранее токамаки (тороидальная камера с магнитными катушками) использовали углеродную облицовку, которая ограничивала время удержания и температуру плазмы. Вольфрам же позволяет достичь более высокой плотности и температуры плазмы, необходимых для поддержания термоядерной реакции. В ходе последнего эксперимента WEST затратил на запуск термоядерной реакции 1,15 ГДж энергии, сообщает издание Quartz.

«Это прекрасные результаты, — сказал Ксавье Литаудон (Xavier Litaudon), ученый из Французской комиссии по атомной энергии (CEA). — Мы достигли стационарного режима, несмотря на сложные условия из-за этой вольфрамовой стенки».

Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) принимали участие в экспериментах на WEST, используя детекторы рентгеновского излучения для измерения параметров плазмы. По их словам, вольфрамовая среда намного сложнее для работы по сравнению с углеродом, но зато открывает больше перспектив.

До сих пор ни одна установка не могла удерживать столь горячую плазму столь длительное время. А ведь именно температура и время удержания являются ключевыми параметрами на пути к практическому использованию термоядерной энергии. Чем выше температура и чем дольше она поддерживается, тем больше шансов запустить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию.

Это достижение имеет важное значение для разработки коммерчески жизнеспособного термоядерного реактора. В отличие от традиционных АЭС, использующих деление ядер урана, в термоядерном реакторе происходит слияние легких атомных ядер с выделением колоссальной энергии. Потенциально это может дать практически неисчерпаемый источник энергии без радиоактивных отходов. Однако на пути к коммерциализации термоядерной энергетики еще стоит много трудностей. Нужно решить проблемы устойчивого удержания плазмы, её нагрева до температур в десятки и сотни миллионов градусов, эффективной передачи выделяемой энергии. Поэтому каждое новое достижение в этой области имеет большое значение.

Интересно, что не так давно рекорд по времени удержания плазмы, в более чем в 100 миллионов градусов в течение 20 секунд, поставил корейский токамак KSTAR, заменив углеродный дивертор на вольфрамовый, который удвоил предел теплового потока реактора.

Хотя практическое применение энергии термоядерного синтеза еще далеко, однако каждое подобное достижение приближает нас к заветной цели — чистому и практически неисчерпаемому источнику энергии, а роль вольфрама в этом может оказаться незаменимой.

Пока основными источниками «зелёной» электроэнергии для транспорта пытаются выступать солнечные и ветровые электростанции, но они сильно зависимы от погоды. Поддерживаемый Honda израильский стартап NT-Tao надеется в следующем десятилетии вывести на рынок транспортируемые термоядерные реакторы, которые смогут питать зарядные станции для электромобилей в районах с неразвитой наземной энергетической инфраструктурой.

Источник изображения: NT-Tao

Термоядерный реактор, разрабатываемый NT-Tao, будет занимать пространство стандартного морского контейнера, но при этом выдавать до 20 МВт электроэнергии. По замыслу Honda, при подключении такой транспортируемой электростанции к зарядной станции можно одновременно снабжать электроэнергией до 1000 электромобилей. Тем более, что описываемый термоядерный реактор не должен выделять парниковых газов, и от погоды его функционирование тоже не будет зависеть.

Такая маленькая электростанция мощностью 20 МВт будет стоить от 70 до 100 млн долларов, как поясняют представители NT-Tao. Правда, получить к ним доступ клиенты смогут не ранее следующего десятилетия, когда такие энергетические установки начнут поставляться на рынок. Демонстрационные образцы должны появиться к 2029 году. Honda и другие инвесторы уже вложили в этот израильский стартап $28 млн.

По оценкам разработчиков, себестоимость 1 кВт‧ч генерируемой таким способом электроэнергии будет варьироваться от 6 до 13 американских центов. Такие источники электроэнергии можно использовать и для обособленных центров обработки данных или предприятий. Наличие мощных линий энергоснабжения поблизости в этом случае перестаёт быть определяющим положение объекта фактором.

Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) сделала значительный шаг на пути к созданию «искусственного солнца», то есть к управляемой реакции ядерного синтеза. Установка HL-2A типа токамак впервые сгенерировала плазму с током силой более 1 млн ампер или 1 МА в режиме улучшенного удержания (H-режим).

Источник изображений: China National Nuclear Corporation

CNNC подтвердила успешную работу установки HL-2A в режиме улучшенного удержания, в котором можно добиться значительного роста температуры и плотности плазмы. Это является ключевым этапом в разработке управляемого ядерного синтеза, который, по мнению учёных, может предоставить миру безопасную, экологически чистую и практически неограниченную энергию. В отличие от ядерного расщепления, используемого в современных атомных станциях, синтез производит меньше радиоактивных отходов.

CNNC также отметила, что новый реактор успешно преодолел ключевые технические трудности, связанные с использованием более мощной системы нагрева и передового отводящего устройства. Устройство было разработано в Юго-Западном институте физики в Чэнду (SWIP).

Китайское «искусственное солнце» нового поколения демонстрирует поразительные результаты в области ядерного синтеза

Однако HL-2A не является первым устройством, способным генерировать и поддерживать экстремально горячую плазму. В апреле Экспериментальный передовой суперпроводящий токамак — установка тороидальной формы, предназначенная для магнитного удержания раскалённой плазмы с целью реализации термоядерного синтеза — установил новый рекорд, поддерживая плазму почти 7 минут.

Ученые по всему миру работают над созданием подобных «искусственных солнц», которые генерируют энергию, нагревая атомы водорода до температур выше 100 млн градусов Цельсия, чтобы те соединялись друг с другом. Основная проблема заключается в контроле этого процесса, чтобы реактор не расплавился.

Китай также активно участвует в проекте Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) во Франции в сотрудничестве с Евросоюзом, Индией, Японией, Южной Кореей, Россией и США. Страна стремится к самодостаточности в области энергетики, и ядерная энергия играет в этом ключевую роль.

По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), Китай утроил свою ядерную мощность за последнее десятилетие. С 2011 по 2022 год Китай подал больше патентов на технологию ядерного синтеза, чем любая другая страна.

В Канаде построят первый в мире микромодульный ядерный реактор. Местом строительства был выбран исследовательский центр Canadian Nuclear Laboratories в деревне Чок-Ривер, расположенной в округе Ренфру канадской провинции Онтарио. Установку разработала компания Global First Power.

Источник изображений: CTV News

«Один из таких реакторов сможет обеспечивать электроэнергией 5000 человек в течение 20 лет. При этом объём радиоактивных отходов от такой установки составит всего 1 кубический метр», — прокомментировал исполнительный директор Global First Power Джос Дининг (Jos Diening) в интервью CTV News.

Целью Global First Power является использование компактных реакторов для обеспечения электроэнергией удалённых регионов, не подключённых к общей канадской энергетической системе, что особенно актуально в северной части страны.

«На севере живёт много людей. Это открывает для нас большой потенциал. Мы хотим заменить дизельные генераторы. Одна из наших установок способна произвести объём электроэнергии эквивалентный объёму, полученному при сжигании 200 млн литров дизельного топлива», — добавил Дининг.

Микромодульные реакторы будут состоять из 90 частей, каждая из которых будет иметь размеры грузовика. Эти части (или модули) будут производиться в том числе и в центрах CNL. Затем модули будут транспортировать на нужное место, где из них будет собираться реактор. Процесс чем-то напоминает сборку конструктора Lego. В собранном виде размеры реактора не будут превышать площадь футбольного поля.

Первый из таких реакторов возведут в Чок-Ривер. В качестве демонстрации он будет обеспечивать электроэнергией кампус CNL. Построить реактор планируют к 2027 году.

«Это идеальное место для демонстрации возможности реактора, поскольку это по сути удалённый населённый пункт. Если мы сможем сделать это здесь, то сможем везде», — прокомментировала Эми Готтшлинг (Amy Gottschling), вице-президент по науке, технологиям и коммерции компании Atomic Energy of Canada Ltd., которой принадлежит кампус CNL.

Европейское космическое агентство (ESA) финансирует несколько исследований, изучающих возможность использования ядерных силовых установок в ракетах для освоения дальнего космоса. Движение космических аппаратов сегодня обеспечивается либо с помощью запасов химического топлива, либо с использованием аккумуляторной электроэнергии или энергии Солнца. При этом такие методы почти достигли предела эффективности, а применение ядерной электрической установки (NEP) потенциально позволяет преодолеть ограничения. Это позволит человечеству путешествовать дальше, чем когда-либо ранее.

Источник изображения: ESA

Одно из исследований — pReliminary eurOpean reCKon on nuclEar elecTric pROpuLsion for space appLications (RocketRoll) проводится учёными из Чехии и Германии. По мнению исследователей, ядерные силовые установки могут быть более эффективными, чем самые эффективные химические двигатели или варианты на солнечной энергии — атомная энергия позволит достичь недоступных для других технологий мест, в том числе за пределами Солнечной системы.

Новые методы имеют чрезвычайно важное значение, поскольку атомная энергия не только обеспечит манёвренность в космосе, но и позволит создавать жилые модули и базы на Луне и в более отдалённых локациях, включая Марс — туда понадобится доставлять много материалов для строительства, что с существующими технологиями затруднительно. Как заявляют учёные, главным преимуществом атомных реакций перед химическими является их несоизмеримо более высокая эффективность, а в сравнении с силовыми установками на солнечных элементах, атомные совсем не требуют солнечного света. Это чрезвычайно важно для длительных путешествий с большими грузами и исследований за пределами орбиты Марса.

Учёные и инженеры в рамках программы RocketRoll в следующие 11 месяцев должны будут разработать технико-экономические обоснования для программы разработки будущих ракет-носителей ESA Future Launchers Preparatory Program (FLIPP) и определить преимущества использования буксира NEP в сравнении с классическими двигательными установками. По словам учёных, целью исследования является изучение возможности использования атомного топлива для космической логистики и исследовательских миссий. Кроме того, учёные сделают обзор текущего европейского опыта, технологий и производственных возможностей для разработки космических аппаратов на ядерных двигателях. С самого начала им придётся учитывать особые требования к безопасности таких установок.

Считается, что благодаря современным технологиям идея создания атомных двигателей, наконец, приобрела в Европе актуальность в сравнении с предыдущими разработками подобного типа. Ожидается, что результаты проекта RocketRoll представят уже в следующем году, они могут стать основой будущих программ ESA, а в эксплуатацию первые NEP могут начать вводить уже к 2035 году.

Известно, что в NASA действует собственная программа исследований, связанных с возможным использованием ракет на ядерных силовых установках. Агентство сотрудничает с военным ведомством — DARPA для разработки ядерного теплового двигателя, испытания которого в космосе могут состояться уже в 2027 году.

Институт передовых концепций NASA (NIAS) выдал компании Positron Dynamics грант на разработку ядерного ракетного двигателя нового типа — FFRE (fission fragment rocket engine) или двигателя на осколках деления. Для реализации проекта Positron Dynamics предложила новый и неожиданный вид топливной сборки в виде легчайшего аэрогеля с вкраплениями урана. Это лучшее, что можно предложить для космоса, где каждый грамм на вес золота.

Источник изображения: NASA

Двигатели на осколках деления — это давно предложенная концепция. Сегодня ядерные двигатели в целом выходят на передний план в качестве перспективных для освоения как далёких уголков Солнечной системы, так и для полётов в ближнем космосе, где они обеспечат манёвренность и постоянный контроль над пространством. В отличие от ядерных ракетных двигателей с нагревом реактивного вещества, двигатели на осколках деления создают реактивную тягу за счёт самих продуктов деления. Это означает, что дополнительной реактивной массы не нужно и её можно заменить полезной нагрузкой.

Фактически в двигателях FFRE происходят те же процессы, что в реакторах атомных электростанций на Земле. Но в ракетном двигателе продукты деления в виде плазмы необходимо направить строго в заданном направлении для создания тяги и для защиты компонентов двигателя и корабля от разрушения неуправляемыми потоками радиоактивного вещества. Тем самым разработчикам необходимо решить два вопроса: максимальное облегчение топливных сборок с сохранением удобства обращения и контроль контура плазмы в двигателе.

Задачу максимального облегчения топливных сборок компания Positron Dynamics обещает решить с помощью упаковки урана в аэрогелевую структуру. Что касается удержания плазмы, то здесь на выручку придут сверхпроводящие магниты. Развитие сверхпроводящих магнитов значительно подстегнули исследования в области термоядерных реакторов. Там тоже необходимо удерживать перегретую плазму во избежание разрушения стенок реакторов. В отрасли достаточно наработок, чтобы их можно было использовать для конструирования ракетного двигателя с управляемым контуром плазмы, уверены в Positron Dynamics и в NASA также придерживаются этого мнения.

Компания Rolls-Royce опубликовала в своём аккаунте в Twitter изображение ядерного реактора, способного обеспечить электроэнергией лунную базу или космические миссии на Марс и к другим планетам. Тем самым компания дала понять, что занимается разработкой технологий для освоения космоса, как те же SpaceX и Blue Origin, а также другие технологические компании.

Источник изображения: Rolls-Royce

Rolls-Royce также объявила о заключении соглашения о сотрудничестве с Космическим агентством Великобритании с целью исследования возможности использования ядерной энергии для освоения космоса. Как известно, на днях Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США и Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) сообщили о сотрудничестве с целью создания ядерного теплового двигателя, который будет использоваться в ракетах для полётов в дальний космос.

Показанный микрореактор, разработанный Rolls-Royce, представляет собой автономное и энергоёмкое решение для использования в космических исследованиях поверхности других планет или спутников, или для обеспечения питанием космического корабля.

«Микрореактор Rolls-Royce разработан для использования изначально безопасной и чрезвычайно прочной формы топлива. Каждая ячейка урана покрыта несколькими защитными слоями, которые действуют как система локализации, что позволяет ей выдерживать экстремальные условия», — указала Rolls-Royce.

Джейк Томпсон (Jake Thompson), руководитель отдела инновационных продуктов и услуг Rolls-Royce сообщил, что компания использует имеющийся опыт для разработки небольших реакторов, которые будут применяться на базах на Луне или Марсе, «обеспечивая надёжную и чистую энергию для астронавтов в этих локациях».

Впрочем, Rolls-Royce не собирается останавливается на лунных базах и в партнёрстве с Космическим агентством Великобритании займётся изучением того, как можно использовать ядерную энергию для других направлений освоения космоса.

Китайскую академию инженерной физики (CAEP), занимающуюся разработками ядерного оружия, США внесли в санкционные списки ещё в 1997 году, но как минимум с 2020 года ей удавалось получить американские чипы, к которым у неё не должно было быть доступа. The Wall Street Journal сообщает о не менее чем 12 случаях, причём многие чипы приобретались входящей в состав академии лабораторией вычислительной гидродинамики, занятой в том числе моделированием ядерных взрывов.

Источник изображения: Diane Serik/unsplash.com

Подобные покупки, по данным издания являются, обходом ограничений, наложенных США и предназначенных для того, чтобы помешать использованию американских продуктов в ядерных исследованиях иностранными державами. Академия — одна из первых китайских структур, внесённых в санкционные списки. В частности, она создала первую в Китае водородную бомбу. Журналистское расследование позволило установить, что из научных работ, опубликованных CAEP за последние 10 лет, как минимум в 34 упоминается использование в исследованиях американских полупроводников в тех или иных целях, как минимум в семи случаях исследования могут быть связаны с ядерным оружием.

В октябре прошлого года США расширили список экспортных ограничений в отношении Китая, призванных помешать геополитическим соперникам получать передовые технологии, предназначенные для систем ИИ и суперкомпьютеров. Впрочем, в большинстве случаев используемые решения широко доступны на международном рынке. В NVIDIA сообщили, что CAEP в основном использует чипы общего назначения, проконтролировать движение которых по планете практически невозможно. Intel тоже подтвердила, что соблюдает введённые ограничения и то же обязаны делать и её клиенты, в теории. Эксперты сходятся во мнении, что движение чипов практически невозможно отследить, поскольку на Китай только в 2021 году приходилось более трети покупок чипов из общего объёма в $556 млрд.

Министерство торговли США в июне 2020 года расширило ограничения в отношении CAEP, добавив в свой чёрный список 10 структур, принадлежащих академии или управляемых ею, а также 17 прокси-структур, которые использовались для покупки необходимых американских комплектующих.

Тем не менее, китайские военные и их поставщики пока обходят санкции, закупая компоненты через подставные структуры и другими способами. Кроме того, множество разработанных в США чипов выпускаются за пределами США, из-за чего усложняется экспортный контроль. Помимо собственно закупки чипов проводятся и тендеры на другие виды товаров и услуг, например — на закупку и обслуживание плат, разработанных Cadence Design Systems, Inc., хотя в самой Cadence, утверждают, что строго соблюдают санкционный режим. По данным журналистов, тендеры в основном выполняются малыми китайскими компаниями.

Заметим, что американские компании иногда выпускают специальные версии своих продуктов для Китая. Так в ноябре NVIDIA сообщила, что будет выпускать ускоритель A800 — специальную версию ускорителя A100 с урезанной функциональностью специально для Поднебесной. И та же CAEP очень заинтересованно в этих и других моделях.

Источник изображения: Joshua Sortino/unsplash.com

Как сообщает The Wall Street Journal со ссылкой на Пентагон, сегодня у Китая имеются порядка 400 ядерных боеголовок, но к 2035 году их число должно вырасти до порядка 1500.

Некоторые из работ CAEP, рассмотренных журналистами, связаны с инерциальным термоядерным синтезом (ICF), предусматривающим использование лазеров высокой мощности для запуска процессов, в малых масштабах имитирующих термоядерные реакции. В числе прочего описывалось использование американских полупроводников для оптимизации применения таких устройств и использования чипов в других процессах. В условиях, когда ядерные испытания в мире почти не проводятся благодаря международным соглашениям, их заменители чрезвычайно важны для ядерных держав.

По мнению экспертов, для того, чтобы политика ограничений экспорта оказалась эффективной, необходимо прекратить продажи комплектующих дистрибуторам, если неизвестны конечные пользователи. Впрочем, эксперты признают, что ограничить оборот полупроводников будет чрезвычайно трудно. Но США пытаются.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США и Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) объявили во вторник о сотрудничестве с целью создания и запуска на орбиту аппарата с ядерным двигателем к 2027 году.

NASA

В соответствии с заключённым соглашением, NASA присоединится к программе Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO) компании DARPA, запущенной в 2021 году с целью разработки ядерного теплового двигателя для космической ракеты.

«NASA будет работать с нашим давним партнёром DARPA с целью создания и демонстрации передовой технологии ядерных тепловых двигателей уже в 2027 году. С помощью новой технологии астронавты смогут путешествовать в дальний космос и возвращаться обратно быстрее, чем когда-либо, что является важным фактором для подготовки к пилотируемым полётам на Марс», — отметил директор NASA Билл Нельсон (Bill Nelson) во время презентации на научно-техническом форуме и выставке Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA) 2023 года, которые прошли в Национальной гавани (штат Мэриленд, США).

Как отмечено в пресс-релизе NASA, космические аппараты с ядерной тепловой установкой позволят сократить продолжительность полёта, снижая риски для астронавтов во время длительных миссий, таких как пилотируемых полёты на Марс. Более длительные полеты требуют транспортировки большего количества припасов и использования более надёжных систем.

Новые, более эффективные транспортные технологии помогут NASA в выполнении лунной и марсианской миссий. Благодаря более мощным ядерным двигателям можно будет иметь на борту корабля больше полезной нагрузки для научных исследований и использовать более мощные приборы и средства связи.

Сообщается что тепловой ядерный двигатель (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) может быть в три или более раз эффективнее обычных химических двигателей.

NASA и DARPA опубликовали межведомственное соглашение, определяющее роли и обязанности каждой из сторон. В соответствии с соглашением, Управление космических технологий NASA (Space Technology Mission Directorate, STMD) возглавит техническую разработку ядерного теплового двигателя для экспериментального космического корабля DARPA. Заказчиком разработки всей ступени и двигателя, включая реактор, выступает DARPA, которое возглавит общую программу, включая интеграцию и закупку ракетных систем, согласования, планирование, обеспечит безопасность и ответственность, а также общую сборку и интеграцию двигателя с космическим кораблём.