Pacific Fusion vindt een goedkopere manier om zijn fusiereactor te laten werken

De grootste vraag over fusie-energie blijft onbeantwoord: hoe zorg je ervoor dat de kosten om de fusiereactie op gang te brengen niet hoger zijn dan de prijs waartegen je de energie kunt verkopen?

Er zijn veel mensen met ideeën, maar nog niemand heeft ze gekraakt. Commonwealth Fusion Techniques heeft er bijvoorbeeld alle vertrouwen in dat het een enorme reactor bouwt die honderden miljoenen {dollars} kost. Maar het apparaat gaat niet aan tot volgend jaarwaardoor de vraag voorlopig onbeantwoord blijft.

Andere recentelijk opgerichte bedrijven denken dat ze een kans hebben om voor minder geld een fusiecentrale te bouwen Pacifische fusiedat vandaag de resultaten heeft bekendgemaakt van een reeks experimenten die het heeft uitgevoerd in het Sandia Nationwide Laboratory en waarvan het zegt dat het een aantal kostbare delen van zijn aanpak zal elimineren. Het bedrijf deelde de resultaten exclusief met TechCrunch.

Fusie-energie belooft 24/7 grote hoeveelheden elektriciteit op te wekken en deze te leveren op een manier die bekend is bij de hedendaagse netbeheerders. De meeste fusie-startups mikken op de vroege tot midden jaren 2030 om hun eerste commerciële fusie-energiecentrale in gebruik te nemen.

Pacifische fusie is dat wel een aanpak najagen bekend als pulser-aangedreven inertiële opsluitingsfusie (ICF). In de kern is het vergelijkbaar met de experimenten uitgevoerd bij de Nationwide Ignition Facility (NIF). Het bedrijf comprimeert kleine brandstofpellets snel achter elkaar, en die compressie zorgt ervoor dat atomen in de brandstof samensmelten en energie vrijkomen.

Maar waar NIF lasers gebruikt om de compressie op gang te brengen, wil Pacific Fusion enorme elektriciteitspulsen gebruiken. Die pulsen zullen een magnetisch veld creëren dat de brandstofpellet omringt – ongeveer zo groot als een potloodgum – waardoor deze in minder dan 100 miljardsten van een seconde wordt samengedrukt.

“Hoe sneller je het kunt laten imploderen, hoe heter het wordt”, vertelde Keith LeChien, medeoprichter en CTO van Pacific Fusion, aan TechCrunch.

Een van de uitdagingen bij pulsgestuurde ICF is dat het proces doorgaans een beetje een kickstart nodig had om goed te kunnen werken. Om omstandigheden in de brandstofpellet te creëren die heat genoeg zijn voor fusie, hebben onderzoekers zowel lasers als magneten gebruikt om deze vooraf op te warmen. “Het is maar een klein beetje energie om het een kleine increase te geven voordat je het comprimeert”, zei LeChien, in de orde van grootte van 5% tot 10% van de totale energie.

Maar de toegevoegde lasers en magneten voegen further complexiteit, kosten en onderhoudsvereisten toe aan de machine, waardoor het veel moeilijker wordt om stroom tegen concurrerende prijzen te verkopen.

Dus tijdens de experimenten bij Sandia heeft Pacific Fusion het ontwerp van de cilinder die de brandstofpellet omhult, aangepast en de elektrische stroom die eraan wordt geleverd aangepast. Vóór de grote stroomstoot die de fusiereactie in gang zette, liet het bedrijf een klein deel van het magnetische veld doorlekken naar de brandstof voordat deze werd gecomprimeerd, waardoor deze werd opgewarmd.

“We kunnen zeer subtiele veranderingen aanbrengen in de manier waarop deze cilinder wordt vervaardigd, waardoor het magnetische veld kan lekken of in de brandstof kan sijpelen voordat deze wordt gecomprimeerd”, aldus LeChien.

De brandstof van Pacific Fusion wordt geladen in een plastic doel dat is omwikkeld met aluminium. Door de dikte van het aluminium te variëren, kan het bedrijf aanpassen hoeveel van het magnetische veld zijn weg vindt naar de brandstof. De behuizing moet met enige precisie worden vervaardigd, maar niets geks, zei LeChien – iets in de orde van wat nodig is voor een kogelbehuizing van .22-kaliber. “Dat is een proces dat al meer dan honderd jaar wordt aangescherpt, vervaardigd en geperfectioneerd”, voegde hij eraan toe.

De aanpassingen veranderen niet important hoeveel energie Pacific Fusion aan het doel moet leveren. “Er is niet veel energie voor nodig om dat magnetische veld daadwerkelijk in het midden van de brandstof toe te laten”, zei hij. “Het is een heel klein deel, veel minder dan 1%. Het is een heel, heel, heel klein deel van de totale energie in het systeem, dus het is feitelijk onmerkbaar.”

Het elimineren van het magnetische systeem zou het systeem en de onderhoudsvereisten ervan vereenvoudigen, wat een bescheiden impact zou hebben op de totale kosten, zei hij. Maar het wegwerken van de laser zou de kosten aanzienlijk verlagen. “De omvang van de laser (die nodig is) om dit soort systemen met hoge winst voor te verwarmen bedraagt ​​ruim 100 miljoen greenback.”

LeChien zei dat experimenten als deze ook helpen bij het verfijnen van de simulaties van het bedrijf om ervoor te zorgen dat ze in overeenstemming zijn met wat er in de echte wereld gebeurt. “Veel mensen hebben dingen gesimuleerd en gezegd: ‘Oh, dit zal werken of dat zal werken'”, zei hij. “Het is een heel ander spel om iets te simuleren, te bouwen, te testen en te laten werken. Het sluiten van die lus is moeilijk.”