Комната студента в общежитии стала неожиданной площадкой для экспериментов в области ядерного синтеза. Не имея ни специализированной лаборатории, ни щедрых спонсоров, Худайфа Назурдин, студент-математик из Университета Ватерлоо, руководствуясь лишь любознательностью и упорством, самостоятельно построил действующий плазменный реактор прямо на территории кампуса.
Всего за четыре недели и с бюджетом около 2000 долларов Назурдин создал самодельный фузор — устройство для демонстрации термоядерного синтеза. Компоненты он заказывал у онлайн-ритейлеров, причем некоторые детали предназначались для вывесок или сантехники, а не для научных установок. Хотя установка пока не достигла стадии ядерного синтеза, проект привлек внимание сообщества исследователей термоядерной энергии благодаря изобретательному подходу и неустанным экспериментам методом проб и ошибок.
Его реактор был смоделирован по образцу токамака — хорошо известной конструкции в науке о термоядерном синтезе. Однако вместо лабораторного оборудования он использовал трансформатор на 12 кВ от неоновой вывески для питания устройства. Реактору удалось достичь ключевого этапа: генерации плазмы — горячего, ионизированного состояния вещества, необходимого для синтеза.
Для контроля и управления вакуумом Назурдин применил преобразователь MKS-901p, следя за тем, чтобы уровень давления оставался достаточно низким для потенциального протекания реакций синтеза.
Начиная проект, Назурдин не имел опыта в создании аппаратного обеспечения. Он говорит, что первая неделя ушла просто на то, чтобы понять, что именно ему нужно. Он нашел детали у поставщиков вроде McMaster-Carr, затем потратил вторую неделю на сборку основной камеры и выпрямительной схемы. К третьей неделе он установил трансформатор и подключил его к системе.
В середине третьей недели работа замедлилась. Вакуумная система оказалась самой сложной частью. Для синтеза требуется чрезвычайно низкое давление, и даже малейшая утечка может привести к неудаче. Назурдину пришлось на собственном опыте учиться скрупулезно герметизировать микроскопические щели.
Он отмечает на платформе X, ранее известной как Twitter, что это была, безусловно, самая раздражающая часть проекта. После множества попыток герметизации ему наконец удалось достичь вакуума в 25 миллионных долей атмосферы. Это достижение приблизило фузор на шаг к синтезу и стало важной личной победой на пути, движимом скорее силой воли, чем деньгами.
Хотя его реактор не дошел до точки индукции синтеза, то есть не производил нейтроны, он все равно представляет собой заметное достижение для такого небольшого самодельного устройства.
Значительную роль в успехе Назурдина сыграла полученная им помощь. Инженеры из его университета поделились своим опытом, но неожиданным помощником стал Claude 3.5 — чат-бот с искусственным интеллектом, разработанный компанией Anthropic. Назурдин отмечает, что чат-бот сыграл важную роль в интерпретации сложных технических описаний, помогая ему решать различные проблемы при сборке.
Назурдин подчеркивает, что он передал Claude все технические данные, и это очень помогло, что указывает на растущую роль ИИ в современных научных и инженерных проектах.
Хотя нынешний фузор Назурдина не достиг полноценного синтеза, он не теряет надежды. Он ожидает дополнительного финансирования для дальнейшего развития проекта и создания того, что он называет «полным фузором» («full fusor»). Более совершенные концепции реактора или значительные инженерные доработки могут позволить его конструкции достичь уровня производства нейтронов, но это остается целью на будущее.
Проект Назурдина вдохновлен аналогичными усилиями других молодых новаторов. Одним из ярких примеров является Оливия Ли, инженер из Университета Торонто. В прошлом году она попала в заголовки новостей, построив собственный термоядерный реактор в своей квартире в Нью-Йорке, используя дейтерий, извлеченный из тяжелой воды. Как и Назурдин, Ли взялась за сложную задачу создания устройства для синтеза в нетрадиционной обстановке и с ограниченными ресурсами.
Ли выражает восхищение работой Назурдина, подчеркивая, как редко кто-то берется за такой проект и доводит его до конца. Она делится в X, что многие люди, с которыми она разговаривала, выражали энтузиазм по поводу постройки термоядерного реактора, но Назурдин — единственный, кто действительно взялся и реализовал задуманное. Она также предоставила ссылку на руководство, предназначенное для помощи всем, кто заинтересован в создании собственного фузора в домашних условиях.
Термоядерный синтез остается невероятно сложной технологией для освоения даже для ведущих мировых лабораторий и исследователей. Тем не менее, усилия таких энтузиастов, как Назурдин и Ли, демонстрируют растущую доступность этой области для независимых исследователей.
Хотя путь к производству практической, устойчивой термоядерной энергии все еще долог, подобные инициативы «снизу» дают надежду на то, что будущее энергетических инноваций может не ограничиваться богатыми и влиятельными структурами. Вместо этого его могут двигать вперед креативность, настойчивость и даже мастерская в спальне.