Тэрбумтан доллараар тэжээгдэж, цөмийн нэгдэл шинэ эринд орж байна

Билл Гейтс, Жефф Безос нараас 3 онд 2021 тэрбум гаруй долларын хөрөнгө босгосны дараа уг нүүрстөрөгчгүй энергийн эх үүсвэрийг арван жилийн дотор бодитой болгох боломжтой гэж хайгуулын хөгжүүлэгчид үзэж байна.

Цөмийн нэгдэл нь өргөн цар хүрээтэй ажиллах боломжтой нь тодорхой байна - оддыг харахад л хангалттай. 70 жилийн турш физикчид тэрхүү одны хүчийг хайлуулах реактор хэлбэрээр савлахыг мөрөөдөж, нарны туяаг гэрэлтүүлдэг ижил хязгааргүй, тэг нүүрстөрөгчийн урвалаар цахилгаан сүлжээг тэжээх болно. Энэхүү Ариун Грейлийг ердөө 20, 30 жилийн дараа гэж сурталчилж байсан ч fusion-ийн шүтэн бишрэгчид итгэлээ орхихоос татгалзсаар ирсэн. Мөн сайн шалтгаантай. Fusion (устөрөгчийн атомыг гелий болгон бутлах) нь задралын дагуу ажилладаг одоо байгаа атомын цахилгаан станцуудтай холбоотой цацраг идэвхт хаягдлын аль нь ч байхгүй (ураны атомуудыг жижиг элементүүдэд хуваах) хайлах эрсдэлгүй, нүүрстөрөгчийн хэмжээ хязгааргүй цахилгаан эрчим хүчийг амлаж байна. 

Энэхүү мөрөөдөл нь Митрил Капитал компанийг үүсгэн байгуулагч (тэрбумтан Питер Тиэлийн хамт) Ажай Рояныг өдөөсөн бөгөөд тэрээр 2013 онд Уашанд төвтэй Helion Energy-д 2 сая долларын хөрөнгө оруулалт хийж, "давтагдах импульсийн хүч" машин бүтээх боломжтой болсон. Тэр цагаас хойш Митрил Helion-д хөрөнгө оруулалт хийж, түүний дотор саяхан хийсэн 500 сая долларын (компанийг 3 тэрбум доллараар үнэлдэг) хөрөнгө оруулалт хийсэн бөгөөд хэрэв компанийн долоо дахь прототип нь санасны дагуу ажиллавал 1.7 тэрбум доллараар нэмэгдэнэ гэж амласан. Хэлионы тойргийг Y Combinator-ийн Сэм Алтман тэргүүлсэн. 

Хөгжүүлэгчид дараагийн ээлжийн машинуудаа санхүүжүүлэхийн тулд 2021 тэрбум гаруй доллар босгосон тул 3 он бол хайлуулах санхүүжилт болон урьдчилсан таамаглалын хувьд том жил байлаа. Роян fusion илүү их анхаарал татаж байгааг хараад баяртай байна; "Мэдээж 2021 он бол Google-ийн аналитикийн үзэж байгаагаар нэгдэх эргэлтийн цэг байж болох ч жинхэнэ эргэлт нь арван жилийн өмнө цахилгаан хэрэгсэл босго давсан үед болсон." 

Гүйцэтгэх захирал Дэвид Көртли хэлэхдээ, Helion-ийн анхны судалгаа, хөгжлийн ажлыг холбооны лабораторид хийсэн бөгөөд 2013 онд Helion-ийг эргүүлсэн. Холбооны R&D суртлаас чөлөөлөгдөж, Helion шинэ загваруудыг ар араасаа бүтээж байна. “Гарааны бизнес хийх сэтгэлгээ нь тийм ч таатай биш, энэ бол шаардлага. мөн бид анхнаасаа юун дээр анхаарлаа хандуулсан юм" гэж Көртли хэлэв.

2020 онд Helion Трента нэртэй зургаа дахь анхны реактороо хийж дуусгасан. Одоо долоо дахь "Поларис"-ийг бүтээж байгаа бол найм дахь "Антарес"-ыг бүтээж байгаа бөгөөд энэ нь Кертли нь авсан эрчим хүчнээс илүү эрчим хүч гаргаж авсан анхны хайлуулах машин байхаар зорьж байна. Хэлион хурдан давтахаас гадна орон нутгийн туршлагаас ашиг тустай. Энэ нь Боинг компанийн хамгийн том үйлдвэрүүдийн ойролцоох Уашанхуа мужийн Эверетт хотод Polaris машиныг бүтээж, гэрээт инженерүүд болон нарийн үйлдвэрлэгчдийн таатай экосистемийг ашиглах боломжтой. Көртли хэлэхдээ тэд өглөөг янз бүрийн ажил хийж, системээ шинэчилж, конденсаторыг асаахад зарцуулдаг. "Үдээс хойш 3 цагт бид fusion хийж эхэлдэг."

Гелионы арга барилыг ойлгохын тулд эхлээд хоёр баар соронзны эерэг туйлуудыг хүчээр шахах үед үүсдэг соронзон түлхэлтийг авч үзье. Энэ нь соронзон түлхэлтийг ашиглан агаарын дэрэнд хөвөх Японы алдартай сумны галт тэрэг шиг "mag-lev" технологийг бий болгодог зарчим юм. 

Фьюшн судлаачид олон арван жилийн турш дэлхийн хамгийн хүчтэй цахилгаан соронзонг зохион бүтээхийг эрэлхийлсээр ирсэн бөгөөд тэдгээр нь эерэг цэнэгтэй протонуудын тарьсан урсгалыг агуулж, шахаж чадахуйц хүчтэй соронзон оронтой урвалын камеруудыг зохион бүтээж, халуун плазмын бөмбөлөгт уусдаг. гелий. 

Гелионы шинэ системд хайлуулах урвалын үед ялгардаг энерги нь түүний соронзон хязгаарлах талбайн эсрэг тасралтгүй түлхэж, энэ нь буцаж түлхэгдэж, цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг хэлбэлзлийг үүсгэдэг ("поршений адил" гэж Көртли хэлэв) Гелион реактороос шууд авдаг. . (Дэлгэрэнгүйг Фарадейгийн индукцийн хуулийг уншина уу.) 

Митрилийн Роян хэлэхдээ, Хелионы шууд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх аргын хамгийн том сонирхол бол энгийн байдал юм. Бусад хайлуулах аргууд нь уламжлалт атомын цахилгаан станцууд шиг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг уурын турбинуудыг буцалгахын тулд дулааныг бий болгох зорилготой юм. “Бид үүнийг уурын турбин эсвэл хөргөх цамхаггүйгээр хийж чадна. Бид цахилгаан станцаа зайлуул” гэсэн юм. 

Мэдээжийн хэрэг, Көртли фьюжид эргэлзэх, ялангуяа түүний түрэмгий цагийн хуваарийн эргэн тойронд ойлгодог. Тэрээр 1960-аад онд үндэсний лабораторийн эрдэмтдээс транзистор бүтээхээс өмнө соронзон хамгаалалтад томоохон ахиц дэвшил гаргасан (токамак гэж нэрлэгддэг пончик хэлбэртэй реактор зохион бүтээхээр Оросын эрдэмтэдтэй өрсөлдөж байсан) ажлын гараагаа хайлуулах чиглэлээр эхлүүлсэн. Гэвч Кертли арилжааны шийдлийг гаргахад хангалттай хурдацтай хөгжиж чадахгүй байсан анхны арга барилыг тодорхойлсныхоо дараа итгэлээ алдаж, цахилгаан соронзонгоор удирддаг плазмын тийрэлтэт онгоцуудыг ашиглан дэвшилтэт сансрын хөлөг хөдөлгөх ажилд оров. Тэрээр 2008 онд Helion-ийн технологийг арилжаанд оруулахын тулд энэ салбарт буцаж ирсэн. 

Цаг хугацаа өнгөрөхөд тэрээр хайлуулах генераторуудыг үйлдвэрт үйлдвэрлэнэ гэж төсөөлдөг. 50 мВт-ын багтаамжтай систем нь тээвэрлэлтийн чингэлэг хэмжээтэй гурван нэгжид савлагдсан нь 40,000 байшинг тэжээх болно. "10 жилийн дараа бид арилжааны цахилгаан эрчим хүчийг зарах нь гарцаагүй." 

Энэ нь Хелионыг Билл Гейтс, Жорж Сорос зэрэг хөрөнгө оруулагчдаас 1.8 тэрбум доллар цуглуулсан MIT-ийн салбар компани болох Бостонд төвтэй Commonwealth Fusion Systems компанитай уралдуулж байна. Гүйцэтгэх захирал Боб Мумгаардын хэлснээр тэд 6 жилийн дараа реактортой болно. Хамтын нөхөрлөлийн орнууд ховор шороон барийн зэсийн ислээр хийсэн хэт дамжуулагчаар бүтээгдсэн шинэ цахилгаан соронзыг зуны турш амжилттай туршсан нь түүний өөдрөг үзлийг бэхжүүлж байна. 

Мумгаардын хэлснээр эдгээр супер хүчирхэг соронз нь Хамтын нөхөрлөлийн орнуудад 100 сая градусын плазмын бөмбөлөгүүдийг хүчирхэг соронзон орон удирддаг "том соронзон лонх" гэж нэрлэдэг пончик хэлбэртэй "токамак" реактор барих уламжлалт арга барилаа сайжруулах боломжийг олгоно. одтой зүйлс." 

Дэлхий даяар ойролцоогоор 150 токамак байдаг; Хамгийн том нь Францад ITER хэмээх олон улсын консорциумаар 30 тэрбум доллараар баригдаж байна. Сагсан бөмбөгийн талбайтай тэнцэх 20,000 мянган тонн жинтэй машиныг 2035 он гэхэд барьж дуусгахаар төлөвлөжээ. 

Гэхдээ Мумгаард Commonwealth Fusion-ийг ITER-ийг дуусгахаас өмнө хуучирсан болгохыг зорьж байна. Үүний давуу тал нь газрын ховор барийн зэсийн ислээр (ReBCO гэх) хийсэн "өндөр температур" хэт дамжуулагчийг ашиглах явдал юм. 

Хэт дамжуулагч нь цахилгаан гүйдлийг бараг тэг алдагдалтай хөдөлгөдөг (жишээлбэл, зэсээс хамаагүй илүү үр ашигтай). Мөн тэдгээр нь хүчирхэг цахилгаан соронзон бүтээх гол түлхүүр юм. Хамтын нөхөрлөл соронзоо тусгай барийн зэсийн ислийн соронзон хальс (VHS кассетанд байдаг соронзон хальс гэх мэт) ашиглан хийснээр ITER-д төсөөлж байснаас илүү хүчтэй, гэхдээ масштабын 1/20-ийн хэмжээтэй соронзон орныг бий болгож чадна гэдгийг тогтоожээ. 

ITER-ийн анхдагч соронзон (соленоид гэж нэрлэдэг) нь 400 орчим тонн жинтэй бөгөөд 12 тесла-аас илүү хүчтэй талбайг бий болгодог бол Хамтын нөхөрлөл тус бүр нь 15 км ReBCO нимгэн хальсан соронзон хальс ашиглан 300 тесла үүсгэдэг 20 тонн жинтэй соронзыг харж байна (харьцуулбал: соронзон резонансын дүрслэлийн машин 1.5 тесла). 

"Энэ нь хайлуулах машины түгжээг тайлдаг" гэж Мумгаард хэлэв. Өнгөрсөн зун CES соронзыг туршиж үзээд хайлуулах шинжлэх ухаан одоо бараг дуусч, реактор барих л үлдэж байгааг "баталгаа" гэж зарлав. "Бид материалыг сайн ойлгож байгаа бөгөөд үүнийг гурван жилийн дотор хийж чадна гэж бодож байна" гэж Мумгаард хэлэв. "2030 он гэхэд бид цахилгаан сүлжээнд нэгдэхийг харах болно." 

CES нь Массачусетс мужид 47 акр талбайд хайлуулах төхөөрөмжөө барихаар төлөвлөж байгаа бөгөөд олон мянган километр ReBCO соронзон хальсны эх үүсвэрийг бүрдүүлэхээр аль хэдийн ажиллаж байна. Газрын ховор элементийн олдоц нь хайлуулах үйл явцыг хязгаарлах хүчин зүйл болж чадах уу? Үгүй гэж Мумгаард хэлэв. “Хайлуулах үйлдвэр салхин турбинтай харьцуулахад ховор элемент багатай байх болно. Fusion бол олборлох эсвэл шахах шаардлагатай нөөцийн тухай биш юм. Энэ бол технологийн тухай юм." 

Нэгээс илүү fusion ялагч байх ёстой. Бусад удирдагчдын тоонд Канадад төвтэй, Жефф Безосын дэмжлэгтэйгээр энэ жил 130 сая доллар цуглуулсан General Fusion багтжээ. Fusion тоглоомын бусад алдартай тэрбумтнууд бол Сан Диегод байрладаг General Atomics компанийг эзэмшдэг Нил, Линден Блю нар бөгөөд ТМБ-ын нэрийн өмнөөс олон арван жилийн турш судалгааны токамак ажиллуулж байсан бөгөөд энэ жил ITER-д цахилгаан соронзон цахилгаан соронзонгоо нийлүүлсэн. 1,000 тонн жинтэй төвийн соленоид. Мөн Калифорнийн TAE Energy компани сүүлийн 1 жилийн хугацаанд нэг тэрбум долларын туршилт хийж, тахлын үед 130 сая долларын хөрөнгө босгожээ.

Fusion технологи нь засгийн газраас санхүүжүүлдэг лабораториудад эхэлсэн байж болох ч үр дүн нь хувийн санхүүжилтэд найдах шаардлагатай болно. Вашингтон ДС дахь Хоган Ловеллсийн түнш Эми Рома хэлэхдээ, одоо тодорхойгүй байгаа Build Back Better хуулийн төсөлд дэвшилтэт цөмийн салбарт 875 сая доллар оруулах байсан ч одоохондоо тус салбар цөмийн реакторыг үзүүлэх шинэ оффис байгуулах шаардлагатай байна. Саяхан батлагдсан Дэд бүтцийн хуулиар санхүүждэг Эрчим хүчний яам. Ерөнхийлөгч Байдены саяхан гаргасан Холбооны засгийн газрын эрчим хүчний худалдан авалтыг 2030 он гэхэд "цэвэр тэг" болгохыг уриалсан нь нүүрстөрөгчийн хийгүй цөмийн цөмийн ашиг тустай байх болно. 

Домогт технологийн хөрөнгө оруулагч Стив Журветсон, Хамтын Нөхөрлөлийн Fusion-ийг дэмжигч, 25 жилийн өмнө хайлуулах судалгааны талаар анхны шалгалтаа бичсэн бөгөөд удаан хүлээгдэж байсан энэ мөрөөдөл удахгүй биелэх болно гэж бараг л эргэлзэж байна. “Үүнийг дуустал эсэргүүцэгчид олон байна. Тэгээд л илт байна гэж ярьдаг” гэсэн юм. 

Митрилийн Роян хэлэхдээ, хайлуулж байгаа үед дэлхий хэрхэн өөр харагдахыг бодохын тулд өөрийн хүрээг тохируулахаар аль хэдийн ажиллаж байна - "Усыг давсгүйжүүлэх, бордоо үйлдвэрлэх боломжуудын талаар бодоорой. Энэ нь усны эдийн засаг, улмаар хөдөө аж ахуйн эдийн засгийг нэг шөнийн дотор үндсээр нь өөрчилдөг." "Мальтусыг тэнэг байсан гэдгийг үргэлжлүүлэн батлах нь хүн төрөлхтний замын нэг хэсэг" гэж тэр хэлэв. 

МӨНГӨ ОРУУЛАЛТЫН НЭГШинэ цөмийн: 600 сая долларын өртөгтэй Fusion Energy Unicorn нарны эрчим хүчийг хэрхэн ялах төлөвлөгөөтэй байнаBy Кристофер Хелман
МӨНГӨ ОРУУЛАЛТЫН НЭГИраны Солейманигийн амийг хөнөөсөн Америкийн махчин нисгэгчгүй онгоцны ард байгаа чимээгүй тэрбумтнуудBy Дениз Чам