مسابقه انرژی هسته‌ای: ژاپن اولین رآکتور همجوشی حالت پایدار جهان را راه‌اندازی می‌کند
یک استارت‌آپ به دنبال تغییر تولید انرژی به روشی تمیزتر است که می‌تواند انرژی نامحدود ارائه دهد. شرکت Helical Fusion قصد دارد یک رآکتور همجوشی حالت پایدار راه‌اندازی کند که اولین از نوع خود در جهان خواهد بود.
این شرکت که در توکیو مستقر است، قصد دارد ابتدا یک رآکتور آزمایشی بر اساس روش هلیکال، یک تکنیک محصورسازی مغناطیسی، توسعه دهد. پیش‌بینی می‌شود که این رآکتور توان تولید اولیه‌ای بین ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات داشته باشد.
این رآکتور ممکن است یک نوع استلراتور به نام هیلیوترون باشد که از دو کویل هلیکال مداوم تشکیل شده و بدون جریان پلاسمایی کار می‌کند. این شرکت همچنین برنامه‌هایی برای تجاری‌سازی انرژی پس از توسعه موفقیت‌آمیز رآکتور دارد.
توسعه رآکتور همجوشی هلیکال تجاری برای برق بار پایه
مدیر عامل Helical Blend، تاکایا تاگوچی، به رویترز گفت: «ما قصد داریم که اولین رآکتور همجوشی حالت پایدار دنیا را در طی ۱۰ سال آینده راه‌اندازی و تولید برق کنیم.»
این رآکتور همجوشی با توان خروجی کم دارای کاربردهای بالقوه‌ای به عنوان منبع برق محلی برای کارخانه‌هایی مانند ذوب‌کنندگان آلومینیوم یا تیتانیوم، جزایر دور افتاده یا کشتی‌های بزرگ است.
هزینه ساخت نیروگاه اولین از نوع خود (FOAK) حدود ۵ میلیارد دلار تخمین زده شده است. پس از بیش از یک سال عملکرد مستمر، تعمیر و نگهداری می‌تواند در عرض سه ماه انجام شود تا به نرخ دسترسی بالای بیش از ۸۰٪ برسد.
طبق گفته Helical Fusion، واکنش همجوشی ایزوتوپ‌های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) با استفاده از ۱ گرم (معادل ۵ بادکنک) همان مقدار انرژی را تولید می‌کند که سوزاندن ۸ تن نفت (معادل ۵۰ بشکه) تولید می‌کند.
شرکت Helical Fusion که در سال ۲۰۲۱ تأسیس شده است، هدف خود را پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز یک رآکتور همجوشی هلیکال تجاری برای برق بار پایه قرار داده است.
HESTIA به عنوان کارخانه آزمایشی همجوشی نقش ایفا می‌کند
HESTIA، یک رآکتور همجوشی دوتریوم-تریتیوم که در آن تریتیوم با استفاده از سیستم‌های پتو فلزی مایع به طور خودکار تولید می‌شود، انتظار می‌رود به عنوان کارخانه آزمایشی همجوشی این شرکت نقش ایفا کند.
نیروگاه همجوشی اولین از نوع خود که به دنبال HESTIA خواهد آمد، یک رآکتور همجوشی هلیکال حالت پایدار با توان ۱۰۰ مگاوات الکتریکی است، طبق گفته Helical Fusion.
گرمایش الکترون سیکلوترون برای گرمایش پلاسما استفاده می‌شود. از آنجایی که جریان پلاسما نیاز نیست، HESTIA می‌تواند با گین همجوشی کم حدود ۱۳ عمل کند و عملکرد حالت پایدار به طور اصولی در حدود یک سال امکان‌پذیر است. پس از چند سال از فازهای توسعه فردی، یک دستگاه نمونه‌سازی شده برنامه‌ریزی شده و برای نمایش یکپارچه قبل از شروع ساخت HESTIA ساخته و عمل خواهد شد.
رآکتور آزمایشی می‌تواند در سال ۲۰۳۴ عملیاتی شود
تاگوچی افزود: «اگر ما رآکتور آزمایشی را از سال ۲۰۳۴ به مدت چند سال راه‌اندازی کنیم، می‌توانیم ساخت یک رآکتور تجاری را آغاز کرده و آن را در حدود سال ۲۰۴۰ به کار گیریم.»
با این حال، او به برخی چالش‌ها در اجرای این برنامه اشاره کرد. این چالش‌ها شامل دشواری در جمع‌آوری یک تریلیون ین برای ساخت رآکتور آزمایشی، ایجاد فناوری ابررسانایی با دمای بالا برای کویل‌ها و ایجاد قوانین امنیتی برای دریافت تأیید ساخت محلی می‌شود، به گفته رویترز.
در یک رآکتور همجوشی هلیکال، میدان مغناطیسی (خطوط میدان مغناطیسی) لازم برای محصورسازی پلاسما تنها توسط کویل‌های الکترومغناطیسی به طور پایدار ایجاد می‌شود. این امکان محصورسازی پایدار پلاسما در دوره‌های زمانی طولانی و خروجی انرژی ثابت را فراهم می‌سازد که آن را مناسب برای تولید برق می‌کند.
