Как калифорнийский единорог с участием Чубайса хочет заменить Солнце

Лаборатория TAE Technologies раскинулась на площади в два акра. Входить туда вместе с гендиректором Михлом Биндербауэром, все равно что отправляться на экскурсию на шоколадную фабрику с Вилли Вонкой. В одном углу Биндербауэр демонстрирует новую машину, которая уничтожает раковые клетки нейтронным пучком. Инженеры ютятся в диспетчерской. У них за окном — «Норман».

Так называется прототип разработанного TAE реактора ядерного синтеза — 30-метровый аппарат, включающий сосуды из нержавеющей стали, электромагниты и ускорительные трубы. Каждые восемь минут «Норман», издавая лязгающий звук, превращает 20 млн ватт электричества в облако плазмы температурой 100 млн градусов по Цельсию и взрывает его пучками протонов. Частицы сталкиваются друг с другом с такой силой, чтобы произошло их слияние в гелий, высвобождая при этом большое количество энергии. «Тут не обойтись без принуждения», — улыбается 50-летний Биндербауэр.

TAE, известная до прошлого года как Tri Alpha Energy, привлекла $600 млн и в последнем раунде была оценена более чем в $2 млрд. В числе инвесторов фонд Vulcan Capital покойного Пола Аллена, Venrock семьи Рокфеллеров и Big Sky Capital, семейный фонд миллиардера и трейдера Чарльза Шваба. Они ставят на то, что TAE сможет с помощью термоядерного синтеза получить новый источник электроэнергии.

При ядерном распаде, который используется в сотнях реакторов, ядра урана ради выделения энергии расщепляются на более мелкие продукты. Синтез, благодаря которому светят звезды, действует иначе: маленькие атомы объединяются в более крупные, чтобы высвободить энергию. Деление урана несет в себе риски ЧП и создает радиоактивные отходы, которые необходимо будет захоронить на 10 000 лет. Синтез обещает быть безопасным и безотходным.

«В случае с расщеплением речь идет о цепной реакции. Это словно сделка с дьяволом: как только вы запускаете процесс, остановиться сложно, — говорит Биндербауэр, энергичный собеседник, который управляет TAE из засаженного эвкалиптами промышленного парка к юго-востоку от Лос-Анджелеса. — В случае с синтезом все иначе. Здесь трудно начать и еще сложнее продолжать».

Сложно или невозможно? Биндербауэр сравнивает процесс управления облаком плазмы с попыткой удержать вращающийся мячик из желе с помощью резинок для денег: «У нас есть лишь миллионная доля секунды, а потом все исчезает». Более того, сто миллионов градусов  — это слишком холодно. TAE стремится к 2 миллиардам градусов.

Российские физики начали работать в области синтеза в 1950-х годах. Они полагали, что смогут создать коммерческий реактор через 15 лет. Эти прогнозы не сбылись. В углу лаборатории Биндербауэр хранит галерею фотографий созданных за все время термоядерных прототипов. Ни один из них не произвел больше электричества, чем потребил.

Но энтузиасты продолжают появляться. «В настоящее время ядерные технологии являются единственным масштабируемым источником энергии с нулевой углеродной эмиссией и базовой нагрузкой, — говорится в заявлении Билла Гейтса. — Но у них есть и немало проблем».

Гейтс вкладывает деньги в проект Массачусетского технологического института под названием Commonwealth Fusion Systems, который стремится создать эффективный реактор к 2025 году. Интернет-миллиардеры Питер Тиль и Джефф Безос поддерживают и другие проекты термоядерного синтеза. Все они конкурируют с международным проектом во Франции, который существует на $20 млрд налогоплательщиков.

«Я осознал ограничения возобновляемых источников энергии», — говорит сын Чарльза Шваба Майкл. В 2002 году в возрасте 25 лет он инвестировал $50 000 в Tri Alpha и с тех пор участвовал в каждом раунде финансирования. «Они могут решить наши энергетические проблемы», — отмечает он.

Почему синтез безопаснее расщепления? Реактор находится в вакууме, объясняет Дэвид Хилл, директор испытательного термоядерного реактора в General Atomics в Сан-Диего: «Если и произойдет утечка, она будет направлена внутрь и тотчас же погасит пламя». Кроме того, отмечает он, «утекать», в сущности, нечему: суммарная масса плазмы в реакторе меньше крупинки соли.

У истоков Tri Alpha Energy стоял канадец Норман Ростокер (1925–2014), который преподавал в Калифорнийском университете в Ирвайне, а в 1988 году получил премию Максвелла за физику плазмы. Он и Гленн Сиборг, нобелевский лауреат и первооткрыватель плутония, увидели технические ограничения общего подхода к энергии термоядерного синтеза, при котором тяжелые изотопы водорода сталкиваются между собой и превращаются в гелий в сосуде, напоминающем своей формой пончик («токамак»). Большая часть энергии, излучаемой в результате этой реакции, выделяется в виде высокоэнергичных нейтронов, которые со временем разъедают корпус реактора.

Ростокер и молодой ученый австрийского происхождения Биндербауэр работали над альтернативной реакцией в плазменной камере, в основе которой лежит обстрел изотопов бора пучками протонов. Такой химический процесс производит мало нейтронов, зато он выплевывает положительно заряженные альфа-частицы, возможно, способные генерировать электричество без паровых турбин, которые сейчас можно увидеть на атомных станциях. В 1997 году Ростокер и Биндербауэр с помощью Сиборга опубликовали свои результаты в журнале Science и вызвали ажиотаж. Но получить правительственные гранты оказалось трудно. Слишком много экспертов по плазме посвятили свою карьеру токамаку.

Продолжение истории разворачивалось в Голливуде. Там Ростокер познакомился с актером Гарри Хэмлином, сыном ученого-ракетостроителя, который, несмотря на то, что в 1987 году журнал People назвал его самым сексуальным мужчиной на планете, больше всего любил на вечеринках поболтать с физиками о высокотемпературной плазме. Хэмлин стал председателем Tri Alpha. Следом в дело вошел и астронавт Базз Олдрин, побывавший на Луне. Соучредитель Google Сергей Брин пришел на экскурсию и предложил использовать проект искусственного интеллекта для обработки данных. Последней звездой в совете директоров стал Джеффри Иммельт, бывший глава General Electric.

Знаменитости приносят деньги, а TAE нужно много. Здание и оборудование в Футхилл Ранч, штат Калифорния, стоят $150 млн (или $250 млн, если считать и «Нормана»). Каждый год они обходятся еще в $50 млн. Кроме того, Биндербауэру нужно около $200 млн, чтобы построить первый прототип на основе водорода и бора — это станет последним шагом в плазменных исследованиях перед созданием коммерческого термоядерного реактора, работающего при гораздо более высоких температурах.

Биндербауэр фантазирует на тему экономики. Изготавливать солнечные батареи можно по цене в доллар за 1 ватт пиковой мощности. Возможно, TAE могла бы снизить стоимость создания термоядерного генератора до $1,5 за ватт. Таким образом, его электричество станет дешевле солнечного, потому что оно может вырабатываться и ночью.

Но пройдет много времени, прежде чем венчурные капиталисты увидят электростанцию ​​TAE. Тем временем, чтобы инвесторы не скучали, Биндербауэр создал дочернюю компанию, которая производит ускорители частиц, используемые при лечении рака. Идея состоит в том, чтобы стрелять нейтронами по опухолевым клеткам, создавая убивающую их высокую температуру. В прошлом году TAE привлекла $40 млн на создание первого устройства, которое вскоре будет отправлено в Китай. GE хорошо разбирается в медицинском оборудовании, и связи Иммельта ей пригодятся.

Чтобы достичь «температуры зажигания», TAE понадобятся связи, деньги и удача. Два миллиарда градусов? «Это отрезвляет», — говорит Биндербауэр.

От редакции Forbes: В 2013 году в совет директоров ТАЕ вошел Анатолий Чубайс. В списке проектов, профинансированных «Роснано», ТАЕ не числится, однако по информации, полученной в «Роснано», долей в компании ТАЕ владеет Фонд инфраструктурных и образовательных программ, входящий в группу «Роснано». Согласно комментарию пресс-службы, «ФИОП владеет долей в Tri Alpha Energy, долю и вложенную сумму мы не раскрываем. ФИОП инвестировал в стартап на ранней стадии, номинировал Анатолия Чубайса в состав совета директоров. Условием нашего участия было наличие лицензии на территорию Российской Федерации в случае заинтересованности российской стороны в реализации, а также участие ряда российских организаций в проекте. Компания является мировым лидером в области термоядерного синтеза и прорывным проектом с точки зрения нанотехнологий. Мы остаемся участниками проекта, верим в технологию Tri Alpha Energy и с интересом следим за дальнейшим развитием проекта».

Перевод Натальи Балабанцевой