توکامک HH70: شرکت چینی به دنبال تأمین مالی برای رکوردشکن رآکتور همجوشی هسته‌ای
یک استارتاپ انرژی چینی به دنبال تأمین ۵۰۰ میلیون دلار برای پیشروی در فناوری همجوشی هسته‌ای نسل بعدی و ارزان‌تر است.
شرکت Energy Singularity که در سال ۲۰۲۱ تأسیس شده است، در حال کار بر روی توسعه اولین دستگاه توکامک کاملاً با ابررساناهای با دمای بالا (HTS) در جهان است. این دستگاه یک مؤلفه کلیدی برای نیروگاه‌های همجوشی آینده خواهد بود.
در ماه ژوئن، نیروگاه همجوشی هسته‌ای این شرکت، معروف به «HH70»، ادعا کرد که با دست یابی به اولین پلاسمای خود یک رکورد جهانی جدید را ثبت کرده است.
همچنین، HH70 رکورد سریع‌ترین طراحی و ساخت دستگاه توکامک ابررسانا را دارد. این دستگاه در کمتر از دو سال ساخته شده و به عنوان کوچکتر و ارزان‌تر تبلیغ شده است. بنا به گفته استارتاپ، استفاده از مغناطیس‌های ابررسانا با دمای بالا توسعه فناوری توکامک را بهبود بخشیده است و پیشرفت‌های AI ما را به تجاری‌سازی انرژی همجوشی نزدیک‌تر می‌کند.
انقلاب انرژی همجوشی
تنها منبع انرژی قابل کنترل بدون کربن که در حال حاضر در دسترس است، انرژی هسته‌ای مبتنی بر شکافت است. با این حال، تکنولوژی با انتقادات شدید به دلیل تولید ضایعات قابل توجه سوخت و نگرانی‌های ایمنی عملیاتی روبرو است. در اینجا، همجوشی هسته‌ای می‌تواند مفید باشد.
همجوشی که فرایندی است که ستارگان را تغذیه می‌کند، منبع انرژی پاک تقریباً نامحدود و ایمنی برای آینده ارائه می‌دهد. این فرآیند از سوخت مشتق‌شده از مواد ارزان و فراوان مانند آب دریا استفاده می‌کند.
وقتی تحقق یابد، انرژی همجوشی فراوان خواهد بود، بدون تولید گازهای گلخانه‌ای و فقط هلیم به عنوان اگزوز. این روش ذاتاً ایمن است و هیچ خطری از بابت انفجار یا ضایعات هسته‌ای بلندمدت ندارد.
به گفته کارشناسان، همجوشی می‌تواند به صورت جهانی، بدون توجه به موقعیت جغرافیایی یا شرایط آب و هوایی، اجرا شود و یک کیلوگرم سوخت همجوشی می‌تواند معادل ۵۵ هزار بشکه نفت یا ۱۰ میلیون کیلوگرم زغال سنگ را جایگزین کند.
توکامک‌ها، که دارای طراحی دونات شکل هستند، با استفاده از میدان‌های مغناطیسی پلاسماهای فوق‌گرم حلقه‌ایی را محصور می‌کنند—حالت ماده‌ای که از یون‌ها و الکترون‌ها تشکیل شده است.
این ماشین‌ها هدف دارند تا هسته‌های اتمی را با هم جوش دهند و انرژی آزاد کنند که می‌تواند تأمین نیروی تمیز تقریباً نامحدود را ارائه دهد. با این حال، نگهداری و کنترل پلاسماهای فوق‌العاده داغ و ناپایدار برای مدت زمان پایدار همچنان یک چالش غیرمحقق است.
مدیریت این پلاسمای ناپایدار نیازمند تلاش فراوان است. سیستم مغناطیسی تیم در توکامک از اکسید مس باریوم نادر زمین (REBCO)، یا ماده ابررسانا با دمای بالا (HTS) تشکیل شده است.
به گفته شرکت، REBCO کم‌هزینه‌تر است زیرا می‌تواند به مقیاس بزرگ سنتز شود و این امکان را فراهم می‌کند که توکامک‌های خود را با هزینه به مراتب کمتری تولید کند.
به گفته شرکت، این ماده همچنین اجازه می‌دهد تا توکامک‌ها را با تنها دو درصد حجم توکامک‌های سنتی تولید کنند. تنها مانع تجاری‌سازی فناوری، خروجی خالص از واکنش است؛ کاهش اندازه و هزینه توکامک‌ها ایده‌آل است.
تیم Energy Singularity حدود ۱۰۰ شات پلاسما در روز از صبح زود تا اواخر شب انجام می‌دهد. در مقایسه، Joint European Torus (JET) در کالام، انگلستان، که بزرگترین تأسیسات تحقیقاتی همجوشی در جهان قبل از بسته شدن در سال گذشته بود، تنها ۲۰-۳۰ شات در روز مدیریت می‌کرد.
آینده همجوشی چین
Energy Singularity به فایننشال تایمز گفت که رویکرد آن‌ها از کارهای انستیتوی فناوری ماساچوست و شرکت مشتق آن، سیستم‌های همجوشی مشترک‌المللی الهام گرفته شده است.
یه یومینگ، مدیر عامل و یکی از بنیانگذاران شرکت، برجسته می‌کند که مهندسان در ایالات متحده در حال توسعه توکامک کوچک مقیاس با استفاده از ماده ابررسانا با دمای بالا (HTS) برای محصور کردن پلاسمای ایزوتوپ‌هایی هستند که به دماهای بالاتر از خورشید گرم شده‌اند.
در حالی که یومینگ اذعان دارد که گروه‌های آمریکایی از محیط تأمین مالی «بسیار مطلوب‌تر» بهره می‌برند، Energy Singularity برنامه‌ریزی می‌کند تا از زنجیره‌های تأمین قوی چین برای مواد همجوشی اساسی، از جمله HTS، بهره‌برداری کند.
شرکت اشاره کرد که حدود ۹۵ درصد از مواد برای دستگاه اول خود، هونگ‌هوانگ ۷۰ (HH70)، به صورت داخلی تأمین شده‌اند، که تأکید بر قدرت‌های بلندمدت چین در فناوری نیروی هسته‌ای دارد.
بنا به گزارش FT، Energy Singularity حدود ۱۱۰ میلیون دلار برای پیشبرد توسعه HH70 خود جمع‌آوری کرده است که از ماه ژوئن عملیات خود را آغاز کرده است. این استارتاپ به نیروی کار حدود ۱۳۵ نفر گسترش یافته و هدف دارد ۵۰۰ میلیون دلار دیگر در دور‌های تأمین مالی آینده جمع‌آوری کند. این سرمایه از ایجاد دستگاه همجوشی هسته‌ای نسل بعدی آن‌ها، یعنی HH170، که تا سال ۲۰۲۷ انتظار می‌رود، پشتیبانی خواهد کرد.
بنا به گفته شرکت، HH170 بزرگ‌تر خواهد بود و قادر به تولید قابل توجهی بیشتر از قدرت خواهد بود. شرکت برنامه دارد تا فناوری را قبل از سال ۲۰۳۵ تجاری‌سازی کند.
