Enerji talebinin arttığı ve iklim değişikliklerinin daha somut hale geldiği bir dünyada, bir termonükleer reaktörün gelişiminde bir atılım geleceğin saf ve güvenli enerjisinin anahtarı olabilir.

Tip One Energy, Plazma Fiziği Yetkili Dergisi’nde altı çalışma yayınlayarak bir termonükleer enerji santralinin pilot projesi için ayrıntılı bir bilimsel temel sundu. Bu sadece bir teori değil – iş, şirketin Amerika Birleşik Devletleri’ndeki enerji devi Tennessee Valley otoritesi ile birlikte geliştirdiği gerçek bir istasyon için bir temel oluşturuyor.

Proje, karmaşık manyetik alanlar kullanarak sıcak plazmayı elinde tutan ve termonükleer reaksiyon için koşullar yaratan yıldız, kurulum teknolojisine dayanmaktadır. Böyle bir cihazın bir örneği, dünyanın en büyük deneysel uyarıcısı olan Almanya’da Wendelstein 7-X’dir. Bununla birlikte, görevi günlük ihtiyaçlar için enerji üretimini değil, plazmanın laboratuvarda davranışını incelemektir. Bir Tip Bir Enerji daha iddialı bir hedef belirler: teknolojiyi endüstriyel bir seviyeye ölçeklendirmek, böylece tüm şehirlere elektrik sağlayabilmek için.

Yaklaşımın ana avantajı istikrardır. Diğer termonükleer sistemlerden farklı olarak, yıldızlar neredeyse kesintisiz çalışabilir, bu da ticari kullanım için önemlidir. Şirketin kararı sadece plazma yönetimini değil, aynı zamanda ekonomik verimlilik sorunları da dahil olmak üzere kurulumun mevcut enerji sistemine entegrasyonunu da dikkate almaktadır. Hesaplamalar için, dünyanın en güçlülerinden biri olan Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda Frontier de dahil olmak üzere ABD Enerji Bakanlığı’nın süper bilgisayarları kullanıldı.

“Bu sadece bilimsel bir deney değil,” diye vurguluyor Christopher Mouri, Tip Bir Enerjinin başı. “Amacımız, ağların gerçek ihtiyaçları için ekonomik olarak kârlı bir enerji kaynağı yaratmak.” Şirket, dünyanın dört bir yanındaki üniversitelerden ve laboratuvarlardan bilim adamları ile işbirliği yapıyor ve yaklaşımı uzmanlar tarafından çok takdir edildi. İşin yayınlanmasına katılan Profesör Oxford Alex Shecochikhin, projeye endüstri için “altın standart” diyor ve toplum için katı bilimsel temelini ve açıklığını belirtiyor.

Termonükleer enerjinin ticari kullanımından önce, yıllar süren çalışma olsa da, Tip Bir Enerji İlerlemesi Umut’a ilham veriyor. Gelecekte, bu istasyonlar, zararlı emisyonlar olmadan pratik olarak sınırsız enerji sağlayabilecektir – iklim ve enerji güvenliği mücadelesinde önemli bir adım.

Çin, 2030 yılına kadar dünyanın ilk hibrit termonükleer enerji santrali “Sinho” ı başlatmayı planladığını açıkladı. Reaktör, Jiangsi eyaleti Nanchan şehrinin yüksek teknoloji bölgesinde Yaokh adasında inşa edilecek. Eyalet şirketi China Nuclear Industry 23 İnşaat Şirketi ve Lianovation optoelektronikleriyle ilişkili özel Lianovation süper iletken tarafından 2,76 milyar ABD doları değerinde bir proje uygulanmaktadır. Amaç, 100 megavatt elektrikli istikrarlı bir üretim sağlamak ve istasyonu on yıl sonuna kadar enerji ağına bağlamaktır.

Reaktör, rekor enerji takviyesine (q) 30’dan fazla güvenmenizi sağlayan yüksek sıcaklıklı süper iletken mıknatıslar kullanır. Bu gösterge, üretilen enerjinin reaksiyonun başlatılmasının maliyetini kaç katını aştığını yansıtır. Karşılaştırma için: Avrupa Tokamak jeti Q 0.67’ye ulaştı, 2022’de Amerikan Ulusal Ateşleme Tesisi Q 1.5’i gösterdi ve Fransa’da yapım aşamasında olan ITER 10’un üzerinde Q olarak hedeflendi.

“Xinho”, termonükleer sentezi ve çekirdeklerin bölünmesini birleştiren hibrit bir reaktördür. Termonükleer sentez, yıldızlarda olduğu gibi, hafif çekirdekleri (örneğin hidrojen) boşaltır, enerji serbest bırakır ve bölünme, nükleer istasyonlarda olduğu gibi ağır çekirdekleri yıkar. Sinho’da, sentezden elde edilen nötronlar bölünmeyi teşvik ederek enerji verimini artıracak ve uzun süren nükleer atıkların sayısını azaltacaktır. Bununla birlikte, Sinho’daki sentez reaksiyonu kendi kendini desteklemeyecektir – bölünmenin enerjisi nedeniyle yüksek Q elde edilir.

Proje zaten başladı: 2024 sonuna kadar sona erecek olan çevresel etkiyi değerlendirmek için bir ihale açıklandı. Çalışma, hava, su, ekoloji üzerindeki etkinin yanı sıra riskleri ve izlemeyi azaltma önlemlerinin bir analizini içeriyor. Jiangsi eyaleti şansla seçilmedi – süper iletken malzemeler için gerekli bakır bakımından zengin. 2023 planlarına göre, Lianovation süper iletken 5-6 yıl içinde 100 megavatte bir istasyonun inşasını tamamlamayı planlıyor.

“Xinho” zamanında kazanırsa, Çin onlarca yıldır termonükleer enerji alanında dünyanın önünde olacak. Aynı zamanda 2030’ların ortalarında Ankhoy eyaletinde Çin Fusion Mühendislik Test Reaktörünün yaratılmasına doğru bir adım olacak-Çin Iter Analogu.

Commonwealth Fusion Systems (CFS), SPARC gösteri termonükleer reaktörünün anahtar unsuru olan kristatik bazın düzenlenmesinin tamamlandığını duyurdu. Bu sayede proje, altyapının hazırlanmasından reaktörün aktif bölgesinin montajı aşamasına geçti.

Kriyostat tabanı İtalya’da paslanmaz çelikten yapılmış, 7.3 metre çapa ve 75 ton kütleye sahiptir. Devens’e (Massachusetts) CFS araştırma kompleksine teslim edildikten sonra, ekip bileşeni açmaya ve bütünlüğünü kontrol etmek için bir hafta daha geçirdi.

Tokamaks CFS’nin operasyonunun başkanı Alex Krile, “Bu reaktörün ilk fiziksel unsuru” dedi. “Şimdi sadece sitenin yapımına değil, cihazın montajına odaklanacağız.”

SPARC, plazmanın 100 milyon santigrat dereceye kadar ısıtıldığı ve manyetik alanlar tarafından tutulduğu deneysel bir Tokamak reaktörüdür. Bu alanları oluşturan süper iletken mıknatısların çalışması için, sıvı helyum kullanarak –253 ° C’ye kadar soğutma gereklidir. Kriyostat, sistemin ısıtılmasını önleyerek termal bir izolatör görevi görür. Krili, “Üs, soğuk algınlığını koruyan dev bir termosun dibine benziyor” dedi.

Bileşenin montajı birkaç aşamaya girdi: çekten sonra taban, temelden çıkıntı yapan ve özel bir çözümle sabitlenen cıvatalara kaydedilen reaktör düzenleme bölgesine taşındı. Paralel olarak, Tokamak’ın diğer üç büyük kısmının montajı devam etmektedir, bu da 2025’in sonuna kadar tek bir yapıya veya 2026’nın başlangıcında birleştirilecektir. Sistemlerin aşağıdaki testleri takip edilecektir – birkaç ay sürecek bir süreç. Krile, “Bu, dünyadaki bu türün ilk kurulumu. Sadece açılamıyor – kapsamlı bir ayar gerekli” diye ekledi.

SPARC’ın 2027’de piyasaya sürülmesi planlanıyor. Testler başarılı olursa, reaktör tükettiğinden daha fazla enerji üreten ilk Tokamak olacak. Şimdiye kadar, sadece NIF ABD Enerji Bakanlığı benzer bir sonuç elde etti, ancak orada farklı bir yöntem kullanıldı: lazerlerle yakıt sıkıştırma.

Atılım Enerji Ventures’tan finansman alan CFS, Bill Gates, SPARC’yi ticari termonükleer enerjiye bir adım olarak görüyor. Aralık 2023’te şirket, Virginia’da tam bir reaktör oluşturmayı planladığını açıkladı. Projenin başarısı, elektrikli araçlar, veri merkezleri ve endüstrileri için çevre dostu elektrik için artan talep sorununu çözebilir ve bölünmeye dayalı fosil yakıt ve atom istasyonlarının yerini alabilir.

Fransız Araştırma Merkezi CEA (Atomik ve Alternatif Enerji Türleri Komiseri), kontrollü termonükleer sentezi incelemek için tasarlanmış Batı – Tokamak’ın kurulumu hakkında başarılı bir deney yaptığını açıkladı. Deney sırasında, plazmayı 1337 saniye (22 dakika 17 saniye) bir rekor eritme durumunda tutmak mümkün oldu. Bu, birkaç hafta önce Çin Doğu enstalasyonu tarafından belirlenen önceki rekordan% 25 daha fazladır.

Deney, 2 megavatt’ın ısıtma gücü kullanılarak gerçekleştirilirken, hidrojen plazmasının sıcaklığı 50 milyon santigrat dereceye ulaştı. Araştırmanın bir sonraki aşaması, hem plazma (birkaç saate kadar) hem de sıcaklık sürecinde bir artış olacak, bu da bilimsel topluluğu termonükleer enerjinin pratik kullanımına yaklaştıracak.