ENN: 100 милиона водородно-борни реакции в секунда

Китайската ENN Group обяви на 28 септември, че в своето устройство EXL-50U („Сюанлун-50U“) е постигнала над 10⁸, или повече от 100 милиона, водородно-борни термоядрени реакции в секунда. Според Science and Technology Daily това е първият случай, в който търговска компания за термоядрен синтез постига реакция с водород и бор на собствено устройство, и първият път, когато китайски инсталация с магнитно задържане работи с т.нар. усъвършенствани горива.

Какво точно е постигнато

EXL-50U е сферичен торус — вариант на токамака с много малко съотношение между голям и малък радиус — построен в изследователския център на ENN в Ланфан, провинция Хъбей. Устройството е изградено през 2018–2019 г., а обновената му версия дава първа плазма през януари 2024 г.

Екипът е комбинирал инжекция на високоенергийни неутрални атомни снопове с радиочестотни вълни. Целта е била да се увеличи делът на бързите протони в неравновесната част от разпределението — точно около първия резонансен пик на реакцията водород–бор, където вероятността за сливане е най-висока. Резултатът е измерена скорост на реакцията над 100 милиона в секунда, което според компанията извежда проекта в етапа на експерименти с „горяща плазма“. Резултатите са прегледани от над десет външни експерти от изследователски институти и университети.

Защо бор, а не тритий

Почти целият мейнстрийм в областта — ITER, EAST, SPARC — разчита на смес от деутерий и тритий. Тя се запалва при „най-ниска“ температура, но 80% от освободената енергия излита като високоенергийни неутрони, които активират стените на реактора и изискват тежка защита. Тритият пък не се среща в природата и трябва да се произвежда на място.

Водородно-борният цикъл работи иначе: протон се слива с ядро на бор-11 и се получават три алфа-частици, т.е. хелиеви ядра. Няма неутрони като основен продукт, няма тритий, а борът е евтин и достъпен. Цената за това е физическа: реакцията изисква многократно по-висок троен продукт (плътност × температура × време на задържане) от деутерий-тритиевата. Затова по тази пътека има малко играчи — освен ENN, американската TAE Technologies и германската Marvel Fusion.

В публикуваната си пътна карта в Physics of Plasmas (том 31, 062507, 2024) екипът на ENN описва два ключови залога: режим на „горещи йони“, при който йонната температура превишава електронната, и силно отразяващи стени, които ограничават радиационните загуби от електроните.

Пътят дотук

Рекордът не е изолиран. През април 2025 г. EXL-50U за първи път в света постигна плазмен ток от 1 MA с водородно-борна плазма при температура около 40 милиона градуса. През януари 2026 г. устройството реализира режим на високо задържане (H-mode) с такава плазма: електронната плътност и температура се удвояват спрямо L-режима, запасената енергия и времето на задържане растат около 1,5 пъти, а тройният продукт — близо десет пъти. Работната смес е била 30% диборан и 70% водород, с около 10% бор в плазмата.

Следващата цел е температурна. „Стремим се да изведем плазмата до 100 милиона градуса по Целзий колкото е възможно по-скоро“, казва Ян Юанмин, инженерът, който ръководи проекта, цитиран от Interesting Engineering.

Снимка: ENN Energy Research Institute

Helong-2 и трите стъпки

На 15 септември ENN направи първата копка на Helong-2 (EHL-2) — трето поколение устройство на същата площадка. Графикът е стегнат: монтаж на оборудването до края на юни 2027 г., завършено и настроено устройство до края на 2027 г. Проектните параметри от научната публикация са голям радиус около 1,05 m, магнитно поле около 3 T, йонна температура около 30 keV и плазмен ток около 3 MA.

Оттам нататък стратегията е в три стъпки: реакция водород–бор през 2026 г. (изпълнена предсрочно), „запалване на първата лампа“ от такъв синтез до 2030 г. и стабилно производство на ток с ниска цена преди 2035 г., вече в етап на демонстрационен реактор. „Helong-2 носи важната мисия да пробие ключовите технологии на водородно-борния синтез“, заяви председателят на ENN Group Ю Дзиенчао.

Колко голямо е това число всъщност

Тук е мястото за трезвата сметка. Всяка водородно-борна реакция освобождава около 8,7 MeV. Сто милиона такива реакции в секунда дават мощност под един миливат — по-малко от светодиод за режим на готовност. За сравнение, реактор от класа на ITER с топлинна мощност 500 MW ще разчита на порядъка на 10²⁰ реакции в секунда. Разликата е дванадесет порядъка.

Това не прави резултата маловажен — той е диагностичен и физически, а не енергиен. Показва, че в устройството наистина протича реакцията, която е най-трудна за задействане, и че методът за ускоряване на протоните работи в реални условия. Но между „измерима реакция“ и „ток в мрежата“ стои цялата инженерна част, която никой в света още не е затворил, както се вижда и от други фундаментални експерименти с плазма — например 25-годишната работа на колайдера RHIC.

Накратко

ENN влезе в много кратък списък от организации, които са задействали водородно-борен синтез, и е първата търговска компания, която го прави на собствена машина. Следващите две дати, които си струва да запомните, са краят на 2027 г. за Helong-2 и 2030 г. за първия ток. Ако графикът се задържи дори приблизително, аневтронният синтез ще спре да бъде екзотична бележка под линия в дискусията за термоядрената енергетика.