Unraveling The Nuclear Fusion Confusion

Scrittu da Duggan Flanakin via RealClearEnergy ,

I cambiamenti maiò sò stati accaduti in a corsa per cummercializà a fusione nucleare, ma un anzianu di u liceu hà scuzzulatu u mondu di fusione custruendu un reattore di fusione nucleare cum'è un prughjettu di scienza di u liceu.

Cesare Mencarini, un talianu chì studia in u Regnu Unitu, hà amparatu stessu à codificà è cumu travaglià cù sistemi elettrici. Hà cercatu in YouTube è in Internet è hà custruitu un reactore customizatu chì era cuntrullatu è ospitatu da un sistema Raspberry Pi. U so reattore hà ottinutu u plasma, u quartu statu di a materia, un passu cruciale in u prucessu di fusione, utilizendu in modu efficace l'alta tensione per riscalda l'atomi à a temperatura necessaria.

U so travagliu li hà guadagnatu una borsa di studiu universitariu, induve ellu travaglià in reattori più grande. Mencarini spiega chì "Aghju avutu à adattà u disignu per adattà à u budgetu è u mo scopu hè di incuragisce l'altri ghjovani à sviluppà idee è pensendu cumu pudemu migliurà u nostru mondu è esse innovatori".

U successu di Mencarini deve esse una ispirazione per i millaie di scientisti affiliati à l'Organizazione Europea per a Ricerca Nucleare (CERN), induve, in seguitu à l'invasione russa di l'Ucraina, u Cunsigliu CERN in u ghjugnu 2022 hà decisu di finisce a cooperazione cù a Russia, affettendu 500. scentifichi affiliati cù istituzioni russi.

Mentre circa 100 di i scientisti affilati russi anu truvatu altre sponsorizazione è cuntinueghjanu à travaglià cù u CERN, u guvernu russu hà ritiratu US $ 46,8 milioni da u finanziamentu di l'aghjurnamentu di u grande collider hadron di u CERN è ùn furnisce più 4,6% di u budget sperimentale di u LHC. .

In un altru fronte, u CERN nuvembre scorsu hà firmatu un accordu cù i membri di EUROfusion, un cunsorziu europeu di laboratori di ricerca di fusione, per facilità a cullaburazione in u sviluppu di tecnulugia innovativa per i futuri colliders è reattori di fusione nucleare. I laboratori di EUROfusion creanu un disignu tecnicu di una centrale elettrica di dimostrazione di fusione (DEMO) per succorsu à ITER (u Reactor Fusion International).

ITER, si pò ricurdà, hè statu lanciatu in u 1985 da un cunsorziu cumpresu a Cina, l'India, u Giappone, a Corea, a Russia, i Stati Uniti è l'Unione Europea è sustinutu da a Cumunità Europea di l'Energia Atomica (chì hè stata creata da u Trattatu Euratom in u 1985). 1957). A so missione era di portà a fusione à un puntu induve un reactore di fusione di dimostrazione puderia esse designatu.

A custruzzione di u tokamak ITER hà iniziatu in u 2010, è in u maghju 200 a basa di criostati di 1250 tunnellate hè stata stallata in u situ di 42 ettari. L'ultime nutizie da ITER hè un pianu di custruisce una macchina più cumpleta di ciò chì era inizialmente prevista, cù a realizazione di l'energia magnetica cumpleta da u 2036 è l'iniziu di a fase di funziunamentu di deuteriu-tritium da u 2039. Aspettate una nova infurmazione à a riunione di u Cunsigliu ITER in nuvembre. .

Mentre i sforzi europei si rallentanu, a caccia di a fusione nucleare hè crescente in i Stati Uniti, è in particulare in Wisconsin.

À a National Ignition Facility in Livermore, California, un avanzamentu significativu in l'ignizione di fusione hè statu ottenutu in dicembre 2022 utilizendu 192 laser cuncentrati nantu à un minuscule cilindru d'oru custituitu da una capsula di diamante caricata di deuteriu è tritium. À un mumentu, l'atomi di l'idrogenu integratu in l'helium, emettenu energia di 3.15Mj chì superava a cuntribuzione di 2.05Mj da i laser.

U successu di stu esperimentu simbulizeghja un cambiamentu di mudellu in u segmentu di l'energia nucleare. Hè ancu suscitatu una curiosità rinnuvata è ancu u finanziamentu in l'energia di fusione, chì prumette una putenza praticamente illimitata senza periculi per a sicurità cù pocu o micca prublemi di rifiuti. A sfida resta di sustene u fragile equilibriu di e cundizioni essenziali per a fusione.

In un altru fronte, i circadori di u MIT anu publicatu i risultati di un studiu chì hà trattatu u prublema di custruisce tokamats chì ponu sustene u plasma incredibilmente caldu. U ricercatore anzianu Ju Li hà descrittu u metudu per alluntanà l'atomi di l'eliu problematicu chì ponu fà u caosu nantu à i muri interni di u tokamak sparghjendu u silicatu di ferru in u metale in massa.

Un sondaghju di lugliu da l'Associazione di l'Industria di Fusione hà dettu chì trà 45 cumpagnie di fusione private in u mondu sanu, 25 avianu a sede in i Stati Uniti. Forse a più grande nutizia nantu à u fronte di a fusione di i Stati Uniti hè emergente da trè di queste imprese chì sò state spuntate da l'Università di Wisconsin à Madison – Realta Fusion, Type One Energy, è SHINE Technologies.

U 15 di lugliu, u scientist di Realta Fusion Elliot Claveau hà dettu chì a so squadra avia generatu un fasciu di plasma superheated per a prima volta in u prughjettu Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror (WHAM) chì era realizatu in u Laboratoriu di Fisica di Plasma di l'Università di Wisconsin in Stoughton.

WHAM hè stata creata in 2020 cum'è una cullaburazione trà UW-Madison, MIT, è a cumpagnia Commonwealth Fusion Systems, chì avia ricevutu $ 10 milioni in sussidi da u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti, è ancu un supportu di finanziamentu da UW-Madison. WHAM hè avà operatu cum'è una cullaburazione publica-privata trà UW-Madison è Realta Fusion, chì hè stata spuntata da l'università.

Solu una settimana dopu, i scientisti di SHINE Technologies in Janesville anu presentatu u so FLARE ™, fatturatu cum'è u sistema di neutroni di fusione cuntinuu più putente di u mondu à a Conferenza IEEE Nuclear & Space Radiation Effects è à a Technology of Fusion Energy Meeting (TOFE). FLARE™, un acronimu per Fusion Linear Accelerator for Radiation Effects, hà pruduttu 50 trilioni di neutroni di fusione nucleare per seconda.

FLARE™ pò compie e teste in ore chì finu à quì duravanu settimane. Questu permette cicli di sviluppu più brevi è iterazione più veloce in u sviluppu di cumpunenti induriti da a radiazione. In u risultatu, u Dipartimentu di a Difesa hà da pudè determinà assai più rapidamente quantu radiazione i nostri sistemi di difesa è resistenu prima di esse disturbati o distrutti.

U terzu anellu hè ghjuntu u 30 di lugliu, quandu l'Energia Type One, nata in Wisconsin, chì si trasferì di pocu tempu in Oak Ridge, Tennessee, hà annunziatu chì avia riunitu più di $ 82 milioni in finanziamentu di sementi per un prototipu di fusione basatu annantu à u travagliu di i scientisti in u so uffiziu di Madison. Breakthrough Energy Ventures di Bill Gates hà guidatu l'estensione, cù Foxglove Ventures basatu in Australia è GD1 basatu in Nuova Zelanda cuntribuiscenu ancu.

U reattore di Type One hè un stellarator, chì a so forma hè stata chjamata cronut – un cercolu chì hè deformatu è sbattutu . A forma hè definita da magneti chì esercitanu u campu di forma speciale chì cunfina u plasma superheated necessariu per e reazzioni di fusione. U stellarator necessita una quantità tremenda di putenza di computing per affinà u disignu per fà u travagliu. T ype One hè statu spuntatu da l'Università di Wisconsin, chì opera ancu un stellarator.

U CEO Christofer Mowry dice chì u prossimu passu hè di finalizà u disignu di u reattore core, poi di custruisce un reattore prototipu chjamatu Infinity One è di cuncepisce un reattore pilotu per u 2030. Sicondu Mowry, "Quandu l'Infinity One opera è testemu, hè veramente verificatu u aspetti chjave di u disignu di a pianta pilotu ".

A prisenza di Wisconsin in l'industria di a fusione nucleare principia cù a fundazione in u 1971 di l'Istitutu di Tecnulugia di Fusione in l'Università di Wisconsin-Madison. Furlong di Realta dice: "Ci hè stu putenziale enormu per marità e capacità di fabricazione di Wisconsin cù e so capacità di ricerca è creà sta nova industria chì puderia solu generà un mutore ecunomicu enormu per u statu".

Furlong hà aghjustatu: " Ciò chì Detroit era per l'industria automobilistica globale in l'anni 1950, ciò chì Houston hè oghje in u settore mundiale di u petroliu è di u gasu … Possu vede chì Wisconsin hè u centru globale per l'industria di fusione in u 21u seculu. "È u CEO di SHINE, Greg Piefer, dice: "Pensu chì a cosa simu d'accordu … hè chì una sucità avanzata farà a so energia da a fusione".

Duggan Flanakin hè un analista di pulitica anzianu à u Cumitatu Per Un Dumani Custrutivu chì scrive nantu à una larga varietà di prublemi di pulitica publica.