Мощные ЦОДы и системы ИИ требуют тысячи гигаватт электроэнергии. Желательны стабильные источники, не подверженные причудам ветра и солнца, а также проблемам рынков нефти и газа. В настоящее время наиболее приемлемой представляется базовая генерации от атомных электростанций на медленных нейтронах. Такие АЭС хорошо освоены во множестве стран мира, они надёжны в работе (было только 2 аварии – в Чернобыле и на Фукусиме, их опыт был учтён и безопасность АЭС существенно повышена во всех странах мира).

Последнее время для нашего дела рассматриваются перспективы термоядерных энергетических реакторов на изотопах водорода. Ряд стран реализует соответствующие физические эксперименты, например США, Китай, Япония. Известен международный проект ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) на территории Франции.

На сегодняшний день есть несколько концепций термоядерного реактора: токамак ITER, китайский токамак BEST, лазерный синтез, стеллараторы, открытые ловушки. Какая концепция будет в результате лидером в будущем прогнозировать сложно. Сейчас по параметрам исследования плазмы лучше всего проявляет себя токамак.

На Хабре, например, публиковались статьи, например, эта и эта.

Посмотрим, что происходит в этой сфере в мире с точки зрения патентов. 

Патенты на теромоядерный реакторы

На портале Google.Patents поиск по запросу Thermonuclear fusion reactor указал на 11483 патента. Процентовка по кодам МПК по термояду вообще следующая:

• сокращение выбросов парниковых газов Y02E – 77,1%;

• реакторы для ядерного синтеза G21B – 42,5%;

• плазменная техника; получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов; получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов H05H – 14,2%;

• ядерные энергетические установки G21D – 2,5%.

Видно, что лидируют две темы: сокращение выбросов парниковых газов и реакторы для ядерного синтеза.

Динамика патентования термоядерных реакторов на рис. 1 демонстрирует удвоение за последние 15 лет.

Рисунок 1: Динамика мирового патентования изобретений на тему Thermonuclear fusion reactor за 1992-2025 гг., условные ед.

ТОП-10 мировых патентообладателей выглядит так:

1. Юго-Западный физический институт атомной промышленности (核工业西南物理研究院) – 4,6%;

2. Хэфэйский институт материаловедения Китайской академии наук (中国科学院合肥物质科学研究院) – 3,5%;

3. Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" – 3,2%;

4. Alpha Ring International, Ltd. – 1,7%;

5. Atomic Energy Commission – 1,4%;

6. The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy – 1,3%;

7. Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" – 0,9%;

8. Texas Gas Transmission Corporation – 0.8%;

9. Институт физики плазмы Китайской академии наук (中国科学院等离子体物理研究所) – 0,8%;

10. Международная коммерческая компания Alfahuan на Каймановых островах  (開曼群島商阿爾發環國際有限公司) – 0,8%.

Как видите, основная борьба за лидерство развернулась между китайскими, российскими и американскими компаниями и организациями. При этом Россия в лице Росатома в тройке лидеров.

Интересно взять только последние по времени патенты в мире, воспользовавшись опцией Гугла Newest; по термоядерным реакторам google.patents указывает 8026 патента. Среди лидеров патентования последних лет в основном китайцы.

Патенты касаются отдельных элементов, узлов и материалов термоядерных реакторов, в частности сверхпроводников, систем охлаждения, механизмов удержания рабочей плазмы, способов снятия и преобразования энергии термоядерного синтеза в необходимую нам электроэнергию, систем безопасности и управления и т.д.

Примеры патентов:

CN203552711U Tritium breeding blanket system based on lithium deuteroxide heavy water solution.

CN105609145B A kind of proton boron fusion nuclear energy device of Accelerator driven.

CN107004451B Neutron source based on balanced type plasma beam configuration.

Заключение

В мире с 1950-х годов патентуются изобретения в области термоядерной энергетики. В последние 20 лет наблюдается повышенное патентование, особенно много в США, Китае, Японии и России. Последние годы лидерство в патентовании наработок по термоядерной энергетике безусловно принадлежит Китаю. Тему недавно полюбили западные политики, поскольку сырьём видится политкорректный водород (пусть в виде его изотопов – дейтерия и трития), а отходом – невинный гелий, который может быть утилизирован и использован в электронном производстве.

Физики-ядерщики негромко высказывают сомнения в скором коммерческом использовании термоядерной энергии, обозревая перспективы в 50-100 лет, да кто ж их слушает, когда есть демиурги типа Дональда Трампа! Китайские термоядерщики своими патентами поддерживают этого яркого политика мирового уровня 2020-х годов.

Пока нигде в мире нет даже опытно-промышленной эксплуатации термоядерных энергоустановок. В контексте IT в настоящее время речь может идти только об использовании ИИ в исследованиях и разработках в этой сфере. Например, американская компания Commonwealth Fusion Systems создаёт термоядерный реактор SPARC с искусственным интеллектом для управления, задача проекта — ускорить выход к коммерческому синтезу и поставить на поток контроль ИИ за тонкой настройкой плазмы, температурой и магнитными полями.