Nuclear Fusion – Den ultimate ren energiløsningen på horisonten

Stjernenes kraft

Atomkraft har et dårlig rykte hos mange mennesker. Det er delvis berettiget, med katastrofer som Tsjernobyl eller Fukushima som har skadet ryktet.

Andre mennesker har motsatt oppfatning, med tanke på at alt annet enn å splitte atomer er en primitiv og ineffektiv måte å produsere energi på. De peker også på de lave karbonutslippene og den svært stabile grunnlastkraften som kjernekraft kan gi.

Det er sannsynlig at kjernekraft vil være en del av vår fremtidige energimiks, spesielt som den 4^th generasjon av atomreaktorer begynner å komme online, som vil være renere, tryggere og mer effektivt.

Imidlertid er alle disse reaktorene avhengige av konseptet atomkraft fisjon. De tar veldig tunge atomer som uran, thorium eller plutonium, og samler energi når de brytes inn i lettere grunnstoffer.

En annen form for kjernekraft er kjernekraft fusjon. Den er avhengig av å ta veldig lette elementer og få dem til å smelte sammen til tyngre.

Kjernefysisk fusjon er bokstavelig talt det som driver universet, med hver stjerne en gigantisk kjernefusjonsreaktor. Hvert sekund, solen forbruker 600 millioner tonn hydrogen. For referanse betyr dette at solen forbruker en mengde hydrogen som er like stor som hele jordens masse hvert 70,000 år.

Morsomt nok betyr det at solenergi (så vel som vind, biomasse og til og med fossilt brensel) egentlig bare er kjernefysisk fusjonskraft (fra solen), bortsett fra med ekstra trinn.

Så hvis vi bare kunne replikere en liten mengde av dette på jorden, kunne vi få tilgang til en praktisk talt ubegrenset energiforsyning. I motsetning til uran eller thorium, som er relativt sjeldne, utgjør hydrogen 74 % av all materie som er tilgjengelig i universet.

Fisjon vs. Fusjon

Når vi brenner molekyler som naturgass eller olje, frigjør vi energien som finnes i de kjemiske bindingene til molekylet. Dette er et ganske høyt energinivå, men ikke i nærheten av det samme området som energien som finnes i selve atomene.

Dette er grunnen 1 kg uran inneholder samme mengde energi som 2.7 millioner kg kull. Hydrogen, når det gjennomgår fusjon, er enda kraftigere.

Når man diskuterer atomenergi, kan det være forvirrende å forstå hvorfor man kan lage energi fra både fusjon og fisjon.

Årsaken er at energien som finnes i et atoms kjerne varierer avhengig av vekten til grunnstoffet. Tunge grunnstoffers kjerner inneholder mer energi enn middels tunge grunnstoffer, så når de deler seg, frigjør de noe av den energien som varme og stråling. Denne varmen er det vi samler inn for å produsere kraft med kjernekraftverk.

Men veldig lette elementer er enda mer energiske. Så når vi slår dem sammen til middels tunge elementer, frigjør de enda mer energi.

kilde: Natur

Som et resultat kan kjernefysisk fusjon produsere 3-10 ganger mer energi enn splittende atomer.

Kombinert med den ekstreme overfloden av det lettest mulige grunnstoffet, hydrogen, gjør dette teoretisk atomfusjon til en kilde til ubegrenset kraft, begrenset bare av den totale mengden materie i hele universet.

Selv i solsystemet inneholder gassgigantene og kometskyene så mye hydrogen at det dverger hele jordens masse.

Realistisk sett vil selv en menneskelig sivilisasjon som bruker 1,000 vårt nåværende energiforbruk aldri gå tom for drivstoff.

Enda bedre, det resulterende produktet av hydrogenfusjon, helium, er en ikke-giftig, lett og kjemisk ikke-reaktiv gass. Så, ikke noe ekkelt atomavfall å håndtere når prosessen er over.

Fusjon er vanskelig

Hvorfor har vi ikke drevet menneskelig sivilisasjon med kjernefysisk fusjon ennå?

Vel, saken er at kjernefysisk fusjon er vanskelig å oppnå. Hydrogenatomenes kjerner har en positiv elektrisk ladning og opphever hverandre naturlig. Så det kan være veldig vanskelig å få dem nær nok til hverandre for fusjon, som 2 ultrasterke magneter som opphever hverandre.

I naturen er bare den knusende tyngdekraften til en hel stjerne nok til å presse nær nok hydrogenatomer til å utløse fusjon. Selv noe så stort som Jupiter er fortsatt "for lite" til å oppnå det.

Så det er veldig, veldig vanskelig å få hydrogenatomer til å komme tett sammen på jorden.

Det har imidlertid blitt gjort og ble først oppnådd med fusjonsmaskin på 1950-tallet. Disse maskinene demonstrerte muligheten for å skape fusjon, men klarte ikke å returnere nok energi sammenlignet med energien som ble brukt for å utløse fusjonen.

(Tteknisk sett ble storskala atomfusjon oppnådd allerede i 1952 med den første termonukleære bomben, men dette er neppe en brukbar teknikk for å skape en sikker strømforsyning).

Et annet problem med fusjon er at nukleær fusjonsplasma er ekstremt varmt, vanligvis over 100 millioner Celsius grader. Så det må være perfekt innesluttet, ellers vil det smelte reaktoren.

På grunn av alle disse problemene å løse, har kjernefysisk fusjon vært et saktegående felt, med den sarkastiske kommentaren at "Fusion ligger alltid 30 år frem i tid".

Erstatter tyngdekraften

Dette spørsmålet om å skape nok energi tilbake fra fusjon, sammenlignet med den som ble brukt til å utløse kjernefusjonsreaksjonen, er en gjenganger i feltet. Siden fusjon er så vanskelig å oppnå, er det ekstremt energikrevende å komprimere selv bare noen få hydrogenatomer.

Flere metoder har blitt foreslått så langt.

Hver har blitt demonstrert å "fungere", noe som betyr at de får hydrogen eller andre lette elementer til å smelte sammen til tyngre elementer og frigjøre energi.

Tokamaks

Fusjonsreaktorer skaper et smultringformet rom med magnetiske felt, hvor kjernefysisk fusjonsplasma kan inneholdes.

Dette er for tiden en av designene som anses å ha størst sjanse for å bli optimalisert til en kommersiell fusjonsreaktor. Den første tokamak ble bygget i 1958 og er det grunnleggende konseptet for ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), den største forskningsinnsatsen for å utvikle kommersiell fusjon, med nesten alle teknologisk avanserte nasjoner som deltar i prosjektet.

kilde: DOE

ITER har imidlertid vært et problemfylt prosjekt med betydelige forsinkelser. Nylig ble det kunngjort at energiproduserende reaksjoner kanskje ikke vil skje før 2039.

Andre magneter Fusjonsreaktorer

Foruten tokamaks bruker andre design magneter for å komprimere og begrense plasmaet. Dette inkluderer stellaratorer, sfæromaks og kompakte tori.

I en stjerneaktor er smultringformen uregelmessig/vridd. I teorien kan det tillate en lengre varighet av fusjonsreaksjoner og et mer stabilt plasma. I praksis er det veldig vanskelig å bygge og har blitt ansett som vanskeligere enn tokamaks. Dette ekstra nivået av kompleksitet også gjorde det svært vanskelig å modellere på en datamaskin, noe som gjorde det vanskeligere å forutsi og dyrere å bygge.

Spheromaks ligner på tokamaks, men er noe annerledes i måten de induserer magnetfeltet.

Kompakte toroider prøv å skape fusjon uten en magnetisk spole i midten av torusen (smultringform), noe som reduserer behovet for komplekse magneter.

lasere

I stedet for å klemme hydrogenatomer sammen med en magnet, prøver en annen tilnærming ved hjelp av lasere å gjøre dem så varme at de kolliderer med hverandre, som deretter umiddelbart skaper sjokkbølger som presser hydrogenatomene sammen.

Et godt eksempel er US National Ignition Facility (NIF), som styrer, forsterker, reflekterer og fokuserer 192 kraftige laserstråler til et mål på størrelse med et blyantviskelær. Dette gir 500 billioner watt toppeffekt på ett sted.

kilde: British

Dette er den andre hoveddesignen som anses som sannsynlig å en dag levere levedyktig kommersiell fusjon.

Magnetbasert fusjon sliter med kompleks matematikk og superledermaterialvitenskap. Laserindusert fusjon sliter med å levere energien riktig og holde drivstoffet tett og homogent nok til at fusjon kan skje.

Elektrisk push

En siste mulig metode for å kunstig oppnå fusjon er å bruke elektriske strømmer for å generere magnetfeltet som klemmer plasmaet strammere, eller Magnetized Target Fusion (MTF).

En slik metode er Z-klype, en annen metode bruker pneumatiske stempler og injeksjon av plasma. En partikkelakselerator kan kanskje også oppnå samme prinsipp.

kilde: IEEE

Generelt har disse designene en tendens til å være mye mer kompakte enn tokamak eller laserbasert fusjon.

Spesielt er det tilnærmingen som favoriseres av de private fusjonsselskapene General Fusion og Helion.

Trinn til kommersiell fusjon

rentene

Som forklart ovenfor, er fusjon fortsatt i høy grad et eksperimentelt felt, uten noen åpenbar vei mot et kommersielt levedyktig design ennå.

Totalt sett har utbyttet av fusjonsreaktorer blitt bedre, noe som betyr at de gradvis begynner å gi mer fusjonsenergi fra energien som injiseres i dem for å utløse fusjonen.

I 2022 kunngjorde forskere ved US National Ignition Facility at de "skapte en reaksjon som ga mer energi enn de la inn".

I praksis er denne påstanden litt misvisende: den laserdrevne designen leverte faktisk 2.05 megajoule energi og skapte 3 megajoule energi med energi gjennom fusjon.

Dette ignorerer det faktum at for å lage 2.05 megajoule med laser, en total mengde elektrisitet lik 322 megajoule energi ble forbrukt for å lage disse laserstrålene. Så i praksis er den totale energiavkastningen fortsatt 100 ganger for liten til å gjøre den til en "ekte" positiv avkastning med den modellen. Og enda lavere enn det i praksis fordi, helt sikkert, ikke all varmen som ble generert kunne konverteres tilbake til kraft.

Dette er likevel en viktig milepæl og en imponerende prestasjon.

Plasmastabilitet og reaksjonsvarighet

Nøkkeldelen vil være å vurdere situasjonen for en selvopprettholdende fusjonsreaksjon, hvor den forrige energifrigjøringen er nok til å utløse mer fusjon. Inntil nylig har fusjonsreaksjoner i beste fall vart i noen få dusin sekunder. I en fremtidig kommersielt levedyktig reaktor kan slike reaksjoner vare dusinvis av minutter eller til og med timer, takket være mer stabilt plasma.

Dette kan være nærmere enn mange forventet, med en ny rekord for en hel 6-minutters lang fusjon oppnådd av WEST (tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak) enheten i Frankrike.

Dette illustrerer hvordan den innovative bruken av avanserte materialer som wolfram kan bane vei for en drastisk forbedring i forhold til de klassiske fusjonsreaktordesignene. Du kan lese mer om wolfram og investeringsmulighetene som er vanskelig å finne i denne sektoren i vår artikkel "Tungsten – The Secret High-Tech Metal".

Billige superledere

Dette trinnet er nødvendig spesielt for magnetbaserte fusjonsreaktordesigner, men også for andre, da effektnivåene vanligvis krever at noen superledermaterialer brukes et sted i systemet.

Heldigvis går bedre superledere, eller til og med romtemperatur superlederteknologi, raskt frem. Du kan lese detaljene om det emnet i vår artikkel "Fremgang i superledning gjør vei for en ny teknologisk revolusjon".

AI

Plasma er en utrolig kompleks materietilstand, veldig forskjellig fra de andre 3 (fast, flytende, gass). Det er ekstremt varmt og blir totalt sett raskt veldig ustabilt.

Ustabilt plasma har en tendens til ikke å holde seg innestengt lenge i reaktoren, noe som avbryter kjernefysisk fusjonsprosessen.

For å kompensere prøver atomreaktormagneter å konstant stabilisere plasmaet, og justere magnetfeltet i sanntid. Matematikken knyttet til dem er forbløffende kompleks, og til og med superdatamaskiner kan slite med dem, spesielt hvis de trenger å utføre dem raskt for å instruere riktig reaksjon på reaktorens magnet.

Dette kan endre seg, takket være fremgang i AI, som vi rapporterte i en nylig artikkel. Der forklarte vi hvordan AI lærte å forutsi fremveksten av ustabiliteter i plasmaet opptil 300 ms på forhånd.

"Vi trenger ikke lenger å vente på at ustabilitetene skal oppstå og deretter ta raske korrigerende tiltak før plasmaet blir forstyrret."

Sikkerhet

Kjernefysisk fusjon er iboende mye tryggere enn kjernefysisk fisjon. Fusjonsreaksjonen stopper automatisk når plasmaet utvider seg, noe som betyr at det ikke er noen risiko for en løpende kjedereaksjon.

Men før den blir en storskala kraftkilde, vil kjernefysisk fusjon fortsatt måtte håndtere noen sikkerhetsproblemer:

• Mange reaktordesign bruker tritium, da disse fusjonsreaksjonene er lettere å utløse enn deuterium-deuterium fusjon. Tritium er imidlertid radioaktivt, så enhver reaktorfeil kan føre til (liten) radioaktiv forurensning.
• Plasmaustabilitet og høyenergifysikk innebærer en iboende risiko. Å holde operatørene trygge og reaktoren uskadet under kontinuerlige kraftproduksjonsoperasjoner vil kreve gode sikkerhetsprosedyrer og sannsynligvis designoptimalisering.
• Kjernefysisk fusjon produserer av og til nøytroner, som sakte vil gjøre reaktorveggen til radioaktivt avfall. Selv om dette avfallet er minimalt i volum, må det behandles riktig ved slutten av levetiden til komponentene eller reaktorene som helhet.

Afferente emner

Space Fusion Propulsion

For tiden er kjernefysisk fusjon først og fremst forfulgt for sitt potensial i kraftproduksjon på jorden. En annen sektor som ville ha stor nytte av å mestre kjernefysisk fusjon er romutforskning og kolonisering.

Takket være dens meget høye effektivitet sammenlignet med drivstoffmassen, samt ekstremt høye temperaturer, gir kjernefysiske fusjonsreaktorer de perfekte fremdriftssystemene for dypt rom.

I teorien kan den levere veldig rask akselerasjon og reisetid, med lavt drivstoffbehov og økt sikkerhet for mannskapet sammenlignet med alternativer som kjemiske eller kjernefysiske fisjonsmotorer. Enkel tilgang og overflod av hydrogen i verdensrommet er en ekstra bonus.

I praksis kan det være utfordrende å gjøre en fusjonsreaktor liten og lett nok til å passe på et romskip, selv etter at vi mestrer designet på jorden.

Ville kjernefysisk fusjon bli kommersielt levedyktig, ville dette fullstendig revolusjonere utsiktene til en rombasert økonomi (som vi diskuterer med og uten fusjon i artikkelen vår her), og øyeblikkelig gjøre menneskeheten til en romfaren art.

Kald fusjon

Kald fusjon er et kontroversielt tema. I konseptet er dette ideen om at kjernefysisk fusjon kan oppnås uten plasma ved lave temperaturer.

En foreslått metode vil være å bruke materialer som endrer form på en slik måte at hydrogenatomer blir fanget og tvunget til å smelte sammen. Hydrogeninfunderte metaller som palladium, erbium og titan har blitt foreslått for å oppnå det.

I 1989 hevdet forskerne Stanley Pons og Martin Fleischmann å ha oppnådd en slik fusjon. Dessverre har mange år med forsøk på å gjenskape funnene fra det vitenskapelige samfunnet så langt vært mislykket, fører til anklager om vitenskap av dårlig kvalitet eller til og med direkte svindel.

Følgende kontrovers vil permanent skade bildet av dette konseptet. Det jobbes likevel med det av et lite antall forskere, vanligvis under navnene Low Energy Nuclear Reactions (LENR), Condensed Matter Nuclear Science (CMNS) eller Chemically Assisted Nuclear Reactions (CANR).

En fornyet interesse for feltet har oppstått på 2020-tallet, og ønsket å gå forbi stigmaet til useriøs forskning. Spesielt det amerikanske regjeringsorganet ARPA-E kunngjorde i 2023 en håndfull bevilgninger for å finansiere forskningsgrupper som ser på lavenergikjernereaksjoner (LENR), Etter spennende resultater oppnådd av NASA-forskere i 2020.

Kald fusjon er for tiden svært usikker og spekulativ. Imidlertid kan tilbakeføring av seriøs og godt finansiert forskning til feltet avklare situasjonen og avgjøre om dette kan bli en levedyktig vei mot å oppnå kjernefysisk fusjon.

Bubble Fusion

En annen idé er at kjernefysisk fusjon kan oppstå i bobler når de kollapser; for eksempel kan det dannes bobler i vann når de utsettes for ultralyd, en idé som også noen ganger kalles sonofusion.

I teorien kan sjokkbølgene skapt av kollapsen av en boble i en væske være kraftige nok til å forårsake fusjon, ikke helt ulikt hvordan sjokkbølger indusert av laser gjør. Det kan forklare fenomenet sonoluminescens (den fortsatt ikke-forståtte utslippet av lys når en boble kollapser).

Ideen er like kontroversiell som kald fusjon, med dens viktigste promotør mye kritisert.

Imidlertid er ideen kanskje ikke så død som de siste to tiårene med kontrovers ville få det til å virke.

I mai 2024, en vitenskapelig artikkel med tittelen "Observasjon av nøytronutslipp under akustisk kavitasjon av deuterert titanpulver", publisert i det ultraprestisjetunge tidsskriftet Nature, hevdet å ha oppdaget potensielle fusjonshendelser med bobler av tungt vann blandet med titanpartikler.

Vi var i stand til å opprettholde nøytronproduksjonen i flere timer og gjentok eksperimentet flere ganger under forskjellige forhold. Vi antar at de observerte nøytronene stammer fra kjernefysisk fusjon av deuteriumioner oppløst i titangitter på grunn av den mekaniske virkningen av de støtende kavitasjonsstrålene

Blandingen av et titangitter (som i kald fusjon) med kavitasjon (bobler) er mer enn spennende, og publikasjonen i et svært seriøst fagfellevurdert tidsskrift kan gjenopplive interessen for sektoren, med kanskje "kaldboblefusjon" en uventet vitenskapelig gjennombrudd.

Privat sektor går inn

Siden oppstarten har feltene plasmafysikk og kjernefysisk fusjon stort sett vært drevet av statlig forskning fra offentlig finansiering.

Dette er fornuftig, siden de var svært nyttige for utviklingsprogrammer for atomvåpen, med for eksempel US National Ignition Facility som opprinnelig ble utviklet for å erstatte atomvåpentester mer enn å utforske atomfusjon.

Som et vitenskapssegment uten direkte kommersielle applikasjoner, måtte finansiering for fusjon hovedsakelig komme fra offentlig og akademisk sektor.

Dette endrer seg takket være konvergensen av tre faktorer:

1. Tiår med erfaring i sektoren har skapt en stor mengde gratis tilgang til kunnskap og utdannede forskere som kan jobbe for kommersielle selskaper.
2. Kjernefysisk fusjon synes nærmere å bli oppnådd kommersielt enn noen gang før, noe som øker investorenes entusiasme. Og investeringsstilen "moonshot" er nå populær, med kjernefysisk fusjon kanskje det ultimate måneskuddet sammen med asteroidegruvedrift, som permanent løser problemene med knapphet på energi og råvarer.
3. Klimaendringer, geopolitikk og ressursutarming går alle sammen for å øke etterspørselen etter en rikelig karbonnøytral energikilde.

Så en ny bølge av kjernefysisk fusjonsinnsats er nå drevet av private selskaper, som ønsker å omarbeide reaktordesign fra første prinsipper, undersøke nye metoder, og prøver å gjenskape for fusjonssektoren hva selskaper som SpaceX har oppnådd for romfart (som tidligere antatt umulig gjenbrukbarhet av raketter).

Fusjonsselskaper

Foreløpig er ingen av selskapene dedikert til å gjøre kjernefysisk fusjon kommersielt levedyktig børsnotert. Dette inkluderer Helion, General Fusion, Commonwealth Fusion, TEA-teknologier, ZAP energi, og NEO Fusion. Du kan finne en omfattende liste over oppstart i kjernefysisk fusjonsområdet på den dedikerte siden til Dealroom.

1. General Fusion

General er en av startupene som leder ansvaret for å gjøre fusjon til en privat satsing, i stedet for et offentlig finansiert fysikkprosjekt.

Selskapet ble startet så lenge siden som i 2002, for å utvikle Magnetized Target Fusion-teknologi (MTF).

MTF forventes av selskapet å være en kortere vei til energipositiv fusjon og å være mye rimeligere. General Fusion var den første i verden til å bygge og sette i gang en kompakt toroid plasmainjektor i kraftverkskala i 2010 og har nådd mange flere milepæler siden.

kilde: General Fusion

Selskapet har som mål å nå fusjon med en temperatur på 100 millioner grader Celsius i 2025 og å utvikle seg mot energi breakeven (positiv avkastning fra kjernefysisk fusjon) i 2026. Før det, en 1/5^th skalamodell ble laget i 2023 og ytelsen samsvarte med forventningene fra datamodeller.

Totalt sett har General Fusion brukt to tiår på å bygge trinn for trinn hver av kjerneteknologiene i den endelige designen, testet hver underveis og vellykket validert ideen, i hvert fall så langt.

Som et privat selskap trengte det ikke å diskutere og forhandle noen designendring, i motsetning til internasjonale prosjekter som ITER. Det kan også velge teknologi på egen hånd, uten å måtte bestemme om et spesifikt land skal få kontrakten uavhengig av politisk grunn.

kilde: General Fusion

Dette er grunnen til at mange forventer at General Fusion og noen få av konkurrentene skal administrere det store offentlige prosjekter kanskje ikke.

2. Lockheed Martin Corporation

Et bemerkelsesverdig unntak fra privatnoterte startups som dominerer feltet er det børsnoterte selskapet Lockheed Martin Corporation, en gigant i forsvarsindustrien.

Lockheed pleide å jobbe siden tidlig på 2010-tallet Compact Fusion, en kjernefysisk fusjonsreaktor den forventet å være klar innen 2020-tallet. Imidlertid har det siden blitt kunngjort at arbeidet med prosjektet ble stoppet i 2021.

Selskapet har vært veldig diskret om dette prosjektet etter en første svært offentlig kunngjøring. Til i dag er det uklart hva som kan ha fått selskapet til å forlate ideen.

Samtidig ser det ut til at den ikke helt forlot konseptet, spesielt med investeringer i 2024 i Helicity, en oppstart som utvikler en fusjonsmotor.

Tanken ville være å drive romfartøy med korte fusjonsutbrudd. Helicity planlegger å bruke en plasmapistol, samme tilnærming som General Fusion.

Potensielt har Lockheeds egne interne resultater vist at deres design ikke kunne opprettholde fusjon på en måte som er forenlig med energiproduksjon.

Men kanskje samtidig er korte støt nok for behovet for fremdrift i verdensrommet og mye nærmere å bli et faktisk produkt? Det vil også passe bedre med selskapets generelle romfarts- og forsvarsfokuserte profil.

3. TAE Technologies

Tidligere kjent som Tri Alpha Energy, er det California-baserte selskapet fokusert på å utvikle fusjonsenergiteknologi. TAE Technologies oppgraderer for tiden sin fusjonsplattform, Norman, til en sjette generasjons maskin kalt Copernicus.

kilde: april

TAE-teknologi er avhengig av partikkelakseleratorer for å injisere energi i plasmaet og "fungere som et fortykningsmiddel som gjør det mer håndterbart".

Selskapet bruker også mye 3D-utskrift i produksjonen av Copernicus, noe som muliggjør raske iterasjoner av nye deler og raskere problemløsning. For eksempel klarte den å trykke noen reaktorkomponenter for halvparten av vekten av hva konvensjonell produksjon ville ha oppnådd.

kilde: april

Hvis alt går på skinner, forventer selskapet å bygge sitt første prototypekraftverk som kan kobles til nettet på begynnelsen av 2030-tallet, og skalering for å utvikle "robust og pålitelig" kommersiell kraft vil fortsette gjennom tiåret. Fusion, ifølge administrerende direktør Michl Binderbauer, ville ta oss inn i et "paradigme av overflod."

De siste 25 årene har selskapet operert på en «money by milestone»-modell, der hver finansieringsrunde kun er opptjent basert på å levere på milepæler som ble lovet investorer.

I 2022 investerte Google og Chevron i TAE Technologies som en del av selskapets innsamling på 250 millioner dollar. Google har faktisk vært samarbeidet med TAE i et tiår nå og gir selskapet AI og beregningskraft.

Selskapet tilbyr også livsvitenskapelige tjenester (Boron Neutron Capture Therapy -BNCT) og strømløsninger som batterier og e-mobilitet.

4. Helion

Helion har som mål å skape fusjon med deuterium og helium-3, i stedet for den mer vanlige tilnærmingen til å fokusere på fusjon med tritium.

Normalt er helium-3 veldig vanskelig å finne. Men Helion har en metode for å produsere det fra deuterium i sin egen reaktor. Ellers ville alternativer som uprøvd gruvedrift for det på månen sannsynligvis vært nødvendig.

Som de fleste private virksomheter innen fusjon, bruker Helion plasmainjeksjonsteknologi.

En annen unik funksjon er å målrette direkte elektrisitetsfangst fra plasma, ved å bruke Faradays lov for å indusere en strøm, direkte hoppe over dampoppvarmingssyklusen som er vanlig i kjernekraftverk.

Dette trekket er ganske dristig, men kan også øke utbyttet av fremtidige kraftverk med 2-3 ganger, ettersom varme-til-damp-til-kraft-konvertering vanligvis er med svært lav effektivitet. Det er også en svært capex-intensiv prosedyre.

Helions fusjonskraftverk anslås å ha ubetydelige drivstoffkostnader, lave driftskostnader, høy oppetid og konkurransedyktige kapitalkostnader. Maskinene våre krever mye lavere kostnader på kapitalutstyr fordi vi kan utføre fusjon så effektivt og ikke krever store dampturbiner, kjøletårn eller andre dyre krav til tradisjonelle fusjonsmetoder.

Helion opererer for tiden tretti, det er 6^th generasjonsreaktor som har oppnådd 10,000 100+ pulser og XNUMX millioner grader Celsius temperaturer.

kilde: Helion

Det flyttes for tiden til Polaris, den neste modellen forventes å presse opp til 100 ganger raskere enn Trenta, noe som ville gjøre den til den første kjernefysiske fusjon som produserer en netto gevinst av elektrisitet.

Det er verdt å merke seg at Polaris ville være 19 meter lang, langt fra en gigantisk installasjon sammenlignet med andre, mer klassiske fusjonsreaktordesigner.