شرکت آمریکایی از نمونه دستگاه پیشرفت‌هسته‌ای با ورودی توان ۱۰۰ کیلووات پرده‌برداری کرد

یک شرکت هسته‌ای مستقر در سیاتل نمونه‌ی جدیدی از دستگاه خود را به نمایش گذاشته است. این دستگاه به نام Century از سوی Zap Energy ادعا می‌شود که اولین نمایش کامل از چندین فناوری مربوط به نیروگاه‌همجوشی است.

Zap Energy که اخیراً ۱۳۰ میلیون دلار برای Century جمع‌آوری کرده است، هدف خود را تجاری‌سازی انرژی‌همجوشی به سریع‌ترین شکل ممکن قرار داده است.

انرژی‌همجوشی زمانی تولید می‌شود که نیروهای جداکننده مراکز اتم‌ها از بین می‌روند و دو هسته کوچک‌تر به یک هسته بزرگ‌تر تبدیل می‌شوند.

تکنولوژی همجوشی Zap Energy نیازی به مغناطیس ندارد

این شرکت پیش‌تر بر روی تکنولوژی همجوشی برای حرارت دادن دوتریوم و تریتیوم به دماهای میلیونی درجه فارنهایت کار کرده است تا آنها به هلیوم و نوترون‌های با انرژی بالا تبدیل شوند که می‌توان برای تولید حرارت و برق از آن‌ها استفاده کرد.

روش همجوشی این شرکت نیازی به مغناطیس، کریوژنیک یا لیزرهای پرقدرت ندارد.

این روش به پدیده‌ای معروف به شیرد شدن جریان‌های Z-pinch متکی است. این یک پدیده الکترومغناطیسی است که در آن جریان‌های الکتریکی میدان‌های مغناطیسی قوی ایجاد می‌کنند به طوری که ماده را فشرده می‌سازند.

"شرکت ادعا کرد که اگر جریان کافی قوی را از طریق پلاسما ببرید، می‌توانید شرایطی گرم و چگال ایجاد کنید که برای همجوشی مناسب باشد".

Zap Energy در حال توسعه تمام فناوری‌های مورد نیاز برای تجاری‌سازی همجوشی است

بنج کانوی، یکی از بنیان‌گذاران و مدیرعامل Zap Energy، اظهار داشت که تمرکز شرکت بر روی فیزیک نیست بلکه بر روی مهندسی سیستماتیک است، چرا که فقط یک شرکت فیزیک پلاسما نیست.

"ما در حال توسعه تمام فناوری‌های کلیدی هستیم که برای ارائه همجوشی تجاری نیاز داریم. ما فکر می‌کنیم که انجام این کار همه و یکجا سریع‌ترین راه برای ارائه یک محصول تجاری است. Century تجسم آن است"، بر اساس گفته‌های TechCrunch .

در حالی که Z-pinch همجوشی از دهه ۱۹۵۰ آزمایش شده بود، محققان با مشکل فروپاشی سریع پلاسماها روبرو بودند. Zap Energy ادعا می‌کند که این مشکل را از طریق پایداری جریان‌ها حل کرده که نوآوری‌ای در فیزیک پلاسماست که می‌تواند به طور نظری عمر پلاسما را به طور تقریبی بی‌نهایت افزایش دهد.

اولین سیستم تکراری Z-pinch در مقیاس ۱۰۰ کیلووات در جهان

شرکت ادعا می‌کند که Century اولین سیستم تکراری Z-pinch در مقیاس ۱۰۰ کیلووات در جهان است. هدف آن ادغام و آزمایش سه جنبه اصلی از طراحی قدرت Zap: منابع قدرت پالس مکرر، دیوارهای فلزی مایع در برابر پلاسما و فناوری کاهش آسیب به الکترودها است.

Century برای شبیه‌سازی عملکردی مانند کارخانه با شلیک پالس‌های قدرت با ولتاژ بالا هر ده ثانیه در یک توالی پیوسته به مدت بیش از دو ساعت (>1,000 پالس در 0.1 Hertz)، بنا به گفته Zap Energy طراحی شده است.

Century می‌تواند در پیکربندی اولیه‌اش ۷۰ کیلوگرم (۱۵۴ پوند) بیسموت مایع گرم و در پیکربندی نهایی خود بیش از یک تُن گردش کند. تبادله‌گرهای حرارتی هوا-سرد شده حرارت شدید جذب شده توسط فلز مایع را کاهش خواهند داد.

Century همچنین استراتژی‌های مهمی برای کاهش آسیب الکترودها به دلیل حرارت شدید و شار نوترونی بررسی خواهد کرد، بنا به گفته Zap Energy.

"روش همجوشی Zap به صورت پالسی است، بنابراین در نهایت به مانند یک موتور احتراق داخلی با استوانه‌هایی که برای تولید خروجی مداوم انرژی تمام روز شلیک می‌کنند کار می‌کند،" گفت معاون مهندسی سیستم‌ها، متیو سی. تامپسون.

"همچنین در حین انجام این کار شارهای بزرگ نوترونی و بارهای حرارتی در سیستم در طول زمان تولید می‌کنیم که همان خروجی انرژی مورد نظر است، اما به راه‌حل‌های مهندسی منحصربه‌فردی نیاز دارد. Century بسیاری از فرضیات ما را آزمایش خواهد کرد و بهترین مسیر را به سمت اولین کارخانه‌ی ما تعریف خواهد کرد."

Century قبلاً یک آزمایش بیش از ۱۰۰۰ پلاسمای پیاپی را در کمتر از سه ساعت در یک محفظه‌ای با فلز مایع روان به نمایش گذاشته است. اولین آزمایش میدانی از پلاسماها و فلز مایع روان در ۱۳ ژوئن انجام شد و چند هفته بعد، اجرای ۱۰۸۰ شلیک متوالی به پایان رسید، بنابر گزارش World Nuclear News .

ساختار Century اولین ساختاری است که طراحی محفظه‌ی Z-pinch پایداری کرده توسط جریان‌ها از Zap را گرفته و آن را به صورت عمودی می‌چرخاند. قدرت پالسی از بالای دستگاه تزریق می‌شود در حالی که فلزات مایع در یک مخزن در پایه جریان دارند. بنا به گفته Zap Energy ، تست‌های مستقل ساخته شده در دو سال گذشته در Zap نسل‌های قبلی از هر یک از زیرسیستم‌های Century را اعتباربخشی کرده است.