Η σημαντική ανακάλυψη σηματοδοτεί την πρώτη παγκοσμίως δημιουργία ενός πηνίου HTS μεγάλης κλίμακας σχεδιασμένου για έναν εμπορικό αντιδραστήρα που διατηρούσε σταθερή ροή ρεύματος υπό υπεραγώγιμες συνθήκες, ενώ παράλληλα αναπαρήγαγε το μαγνητικό περιβάλλον μέσα σε μια συσκευή σύντηξης
Η ιαπωνική startup εταιρεία Helical Fusion ανακοίνωσε την Δευτέρα ότι ολοκλήρωσε με επιτυχία μια σημαντική δοκιμή απόδοσης του πηνίου υπεραγώγιμου υψηλής θερμοκρασίας (HTS), ένα κρίσιμο βήμα προς την ανάπτυξη εμπορικής ενέργειας πυρηνικής σύντηξης.
Το επίτευγμα σηματοδοτεί την πρώτη παγκοσμίως δημιουργία ενός πηνίου HTS μεγάλης κλίμακας σχεδιασμένου για έναν εμπορικό αντιδραστήρα που διατηρούσε σταθερή ροή ρεύματος υπό υπεραγώγιμες συνθήκες, ενώ παράλληλα αναπαρήγαγε το μαγνητικό περιβάλλον μέσα σε μια συσκευή σύντηξης σύμφωνα με το interestingengineering.com.
«Αυτό σημαίνει ότι έχει αποδειχθεί η δυνατότητα επίτευξης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σύντηξης νωρίτερα από τον υπόλοιπο κόσμο», δήλωσε ο Διευθύνων Σύμβουλος της Helical Fusion, Takaya Taguchi, κατά τη διάρκεια συνέντευξης Τύπου.
Η δοκιμή πέτυχε ένα σταθερό υπεραγώγιμο ρεύμα 40 kA υπό μαγνητικό πεδίο 7 tesla στους 15 K (-258°C) χρησιμοποιώντας εγκαταστάσεις στο Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Σύντηξης (NIFS) της Ιαπωνίας. Η επιτυχία αυτή τοποθετεί την Helical Fusion ως έναν από τους κορυφαίους παγκόσμιους διεκδικητές στον αγώνα για την ανάπτυξη εμπορικής ενέργειας σύντηξης.
Το πρόγραμμα Helix
Η νεοσύστατη εταιρεία ενέργειας σύντηξης σχεδιάζει να προωθήσει την έρευνά της στο πλαίσιο του Προγράμματος Helix, με στόχο την ολοκλήρωση των δοκιμών απόδοσης των μαγνητών HTS και του ενσωματωμένου συστήματος blanket/divertor μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 2020.
Το επόμενο σημαντικό βήμα της εταιρείας είναι η κατασκευή του Helix HARUKA, μιας ολοκληρωμένης συσκευής επίδειξης που έχει σχεδιαστεί για να αποδεικνύει σταθερές και συνεχείς αντιδράσεις σύντηξης.
Μέχρι τη δεκαετία του 2030, η Helical Fusion σκοπεύει να λανσάρει το πιλοτικό της εργοστάσιο σύντηξης, Helix KANATA, το οποίο θα επιδεικνύει σταθερή λειτουργία 24/7, καθαρή θετική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και αποτελεσματική συντήρηση εξαρτημάτων - τρεις κρίσιμες απαιτήσεις για τη βιωσιμότητα της εμπορικής σύντηξης.
Ως ο μοναδικός κληρονόμος της τεχνολογίας ελικοειδούς σύντηξης της NIFS, στοχεύει να κατασκευάσει τον πρώτο εμπορικό σταθμό παραγωγής ενέργειας σύντηξης στον κόσμο που βασίζεται στο σχέδιο Helical Stellarator.
Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει τη συνεχή συγκράτηση πλάσματος χωρίς να χρειάζεται εξωτερική ροή ρεύματος, επιτρέποντας ενδεχομένως μεγαλύτερες και σταθερότερες λειτουργίες από άλλα μοντέλα σύντηξης.
Συνεργασία και κρατική υποστήριξη
Από την ίδρυσή της το 2021, η Helical Fusion συνεργάστηκε στενά με το NIFS, δημιουργώντας μια κοινή ερευνητική ομάδα τον Μάρτιο του 2024 για την επιτάχυνση της ανάπτυξης μαγνητών και συστημάτων αντιδραστήρων HTS.
Το έργο επωφελείται επίσης από το πρόγραμμα Φάσης 3 της Ιαπωνίας για την Έρευνα Καινοτομίας Μικρών Επιχειρήσεων (SBIR), το οποίο παρείχε χρηματοδότηση ύψους 2 δισεκατομμυρίων γιεν (περίπου 13 εκατομμύρια δολάρια) από το Υπουργείο Παιδείας, Πολιτισμού, Αθλητισμού, Επιστήμης και Τεχνολογίας (MEXT).
Ο πρωθυπουργός της Ιαπωνίας, Sanae Takaichi, ένθερμος υποστηρικτής της έρευνας για την πυρηνική σύντηξη, έπαιξε βασικό ρόλο στην έναρξη αυτής της πρωτοβουλίας χρηματοδότησης. Ο Taguchi επαίνεσε την υποστήριξη της κυβέρνησης, αλλά σημείωσε ότι η Ιαπωνία εξακολουθεί να υστερεί σε σχέση με τις μεγάλες δυνάμεις σύντηξης.
«Ελπίζουμε ότι η κυβέρνηση Takaichi θα γεφυρώσει το χάσμα με τις ΗΠΑ και την Κίνα, ή ακόμα και θα τις ξεπεράσει, μέσω αυξημένης χρηματοδότησης και πολιτικής υποστήριξης», ανέφερε.
Οι συνολικές δαπάνες σύντηξης της Ιαπωνίας ανέρχονται σήμερα σε περίπου 100 δισεκατομμύρια γιεν, πολύ χαμηλότερες από τις επενδύσεις τρισεκατομμυρίων γιεν που πραγματοποίησαν οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Κίνα τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο, η επιτυχία της εταιρείας θα μπορούσε να βοηθήσει στη μετατόπιση της εστίασης της κυβέρνησης στην κλιμάκωση των εγχώριων έργων σύντηξης.
Η παγκόσμια κούρσα και οι προοπτικές της σύντηξης
Οι παγκόσμιες επενδύσεις στην ενέργεια σύντηξης έχουν αυξηθεί κατά 2,64 δισεκατομμύρια δολάρια από πέρυσι, αλλά οι ειδικοί λένε ότι χρειάζεται πολύ περισσότερη χρηματοδότηση για να καταστεί η τεχνολογία εμπορικά βιώσιμη.
Μεταξύ περίπου 50 έργων σύντηξης παγκοσμίως, η Helical Fusion είναι ένα από τα λίγα που στοχεύουν να πληρούν και τα τρία εμπορικά κριτήρια - σταθερή παραγωγή ενέργειας, καθαρό ενεργειακό κέρδος και συντηρησιμότητα.
Άλλοι σημαντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν την αμερικανική Commonwealth Fusion Systems, μια θυγατρική εταιρεία του MIT, η οποία σχεδιάζει να κατασκευάσει έναν σταθμό παραγωγής ενέργειας σύντηξης σε κλίμακα δικτύου στη Βιρτζίνια έως τις αρχές της δεκαετίας του 2030.
Ο CTO της εταιρείας, Junichi Miyazawa, τόνισε την ευρύτερη σημασία του επιτεύγματός τους. «Η ανάπτυξη μαγνητών υπεραγώγιμων υψηλής θερμοκρασίας (HTS) σηματοδοτεί μια ισχυρή μετατόπιση από την εργαστηριακή έρευνα στην εφαρμογή στον πραγματικό κόσμο», είπε.
«Αυτή η επιτυχημένη δοκιμή είναι το αποκορύφωμα πολλών ετών ανάπτυξης και στενής συνεργασίας με εταίρους σε ολόκληρο τον ακαδημαϊκό χώρο και τη βιομηχανία».
