هدف شرکت‌های نیوکورو هلیون تا سال ۲۰۳۰ مشخص شد
احداث یک نیروگاه عظیم فیوژن
شرکت نیوکور گفت که یک سرمایه‌گذاری مستقیم ۳۵ میلیون دلاری را در هلیون برای تسریع استقرار فناوری فیوژن در ایالات متحده انجام می‌دهد و ادعا کرد که این اولین توافق‌نامه در خصوص انرژی همجوشی در این مقیاس در جهان است که انتظار دارد راه را برای کربن‌زدایی کل بخش‌های صنعتی هموار کند. با احداث این نیروگاه، نیوکور همچنان خود را به عنوان یک رهبر در توسعه راه‌حل‌های انرژی پاک برای کربن‌زدایی صنعتی قرار می‌دهد. قدرت همجوشی یک شکل نظری از تولید انرژی است که در آن انرژی با استفاده از واکنش‌های همجوشی هسته‌ای برای تولید حرارت و در نتیجه تولید برق ایجاد می‌شود. در یک فرآیند تلفیقی، دو هسته اتمی سبک‌تر ترکیب می‌شوند تا یک هسته سنگین را تشکیل دهند و در عین حال انرژی را آزاد کنند.
لئون توپالیان، رئیس و مدیرعامل شرکت نیوکور در این خصوص اظهار کرد: این توافق با هلیون، همراه با سرمایه‌گذاری‌های اخیر در انرژی پاک، می‌تواند کل چشم‌انداز بازار انرژی را تغییر دهد و جهان را برای همیشه به جای بهتری تبدیل کند و آینده انرژی پاکی را که چند سال پیش تصورش را هم نمی‌توانستیم داشته باشیم محقق سازد. ما به فناوری در حال ساخت هلیون اعتقاد داریم و به انجام این سرمایه‌گذاری مفتخریم.
یک فرآیند نوآورانه انرژی فیوژن
فناوری هلیون شامل بالا بردن حرارت سوخت همجوشی تا دمای بیش از ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد در ژنراتور همجوشی و استخراج مستقیم الکتریسیته با استفاده از رویکرد پالسی با راندمان بالا است. به گفته این شرکت، سوخت دوتریوم و هلیوم-۳ در شرایط پلاسما گرم می‌شود، در حالی که آهن‌رباها پلاسما را در تنگیدگی میدان معکوس (FRC) محدود می‌کنند. آهن‌رباها دو FRC را از انتهای مخالف دستگاه تا یک میلیون مایل در ساعت شتاب می‌دهند تا در مرکز با هم برخورد کنند. هنگامی‌که FRCها با هم برخورد می‌کنند، توسط یک میدان مغناطیسی قدرتمند بیشتر فشرده می‌شوند تا زمانی که به دمای همجوشی (بیشتر از ۱۰۰.۰۰۰.۰۰۰ درجه سانتیگراد) برسند.
در این دما، یون‌های دوتریوم و هلیوم-۳ به اندازه کافی سریع حرکت می‌کنند تا بر نیروهایی غلبه کنند که آنها را از هم دور نگه می‌دارد و در نهایت به هم جوش می‌خورند. این انرژی بیشتر از آنچه در فرآیند همجوشی مصرف می‌شود آزاد می‌کند. با ایجاد انرژی همجوشی جدید، پلاسما منبسط می‌شود. همزمان با انبساط پلاسما، میدان مغناطیسی را از آهن‌رباهای دستگاه به عقب می‌راند و طبق قانون فارادی، تغییر میدان، جریانی را القا می‌کند که مستقیما به صورت الکتریسیته جذب می‌شود و به ژنراتور همجوشی هلیون اجازه می‌دهد چرخه بخار را عبور دهد.
هلیون می‌گوید رویکرد آن از سه جنبه قابل توجه با دیگر مفاهیم قدرت همجوشی متفاوت است. نخست اینکه از یک سیستم همجوشی پالسی و بدون اشتعال استفاده می‌کند. این شرکت توضیح می‌دهد: این به ما کمک می‌کند تا بر سخت‌ترین چالش‌های فیزیک غلبه کنیم، دستگاه‌هایی با انرژی بسیار کارآمد بسازیم و به ما امکان می‌دهد با تنظیم نرخ پالس، توان خروجی را بر اساس نیاز تنظیم کنیم. تفاوت دوم این است که سیستم هلیون برای بازیابی مستقیم برق ساخته شده است. مشابه ترمز احیا‌کننده در خودروهای الکتریکی، سیستم هلیون برای بازیابی تمام انرژی الکترومغناطیسی استفاده‌نشده و جدید، به طور موثر طراحی شده است.
این شرکت می‌گوید: سایر سیستم‌های همجوشی آب را برای ایجاد بخار برای چرخاندن توربین گرم می‌کنند، که در این فرآیند انرژی زیادی از دست می‌رود. در نهایت هلیون از دوتریوم و هلیوم-۳ به عنوان سوخت استفاده می‌کند. همجوشی دوتریوم-هلیوم-۳ منجر به ایجاد ذرات باردار می‌شود که می‌توانند مستقیما به عنوان الکتریسیته دوباره جذب شوند. این کمک می‌کند تا سیستم ما کوچک و کارآمد بماند و به ما امکان می‌دهد سریع‌تر و با هزینه کمتر آن را بسازیم. این چرخه سوخت همچنین انتشار نوترون‌ها را کاهش می‌دهد و به طور قابل توجهی بسیاری از چالش‌های مهندسی را که کاربران سوخت همجوشی دوتریوم-تریتیوم با آن مواجه هستند، کاهش می‌دهد.
نمونه‌های اولیه موفق
هلیون در طول سال‌ها ۶ نمونه اولیه ساخته است. جدیدترین آن یعنی Trenta، در سال ۲۰۱۹ تکمیل شد. این شرکت گفت که تقریبا هر روز به مدت دو سال این عملیات اجرا می‌شود. بنابر گزارش‌ها، این شرکت ۱۰ هزار پالس پرقدرت را تکمیل کرد و به مدت ۱۶ ماه در خلأ کار کرد. با ترنتا، هلیون اولین سازمان خصوصی شد که به دمای پلاسمای ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد (۹ کیلو ولت) رسید. پس از کمپین‌های آزمایشی موفقیت‌آمیز، هلیون در ژانویه ۲۰۲۳ فعالیت ترنتا را متوقف کرد و اکنون روی ساخت هفتمین نمونه اولیه همجوشی خود به نام Polaris متمرکز شده است.
به گفته این شرکت، پلاریس با هدف تولید مقدار کمی برق طراحی شده است که قدرت میدان مغناطیسی بالاتر و سرعت تکرار بیشتر در مقایسه با ترنتا خواهد داشت. انتظار می‌رود پلاریس تا اوایل سال ۲۰۲۴ فعالیت خود را آغاز کند. هلیون همچنین چندین نقطه عطف فنی دیگر را که به آن دست یافته است به نمایش می‌گذارد. در میان آنها، این شرکت ادعا می‌کند که آهن‌رباهای آن با راندمان انرژی بیش از ۹۰ درصد کار می‌کنند. علاوه بر این، هلیون می‌گوید به میدان‌های فشرده‌سازی بیش از ۱۰ تسلا و پلاسمای پایدار با طول عمر بیشتر از یک میلی‌ثانیه دست یافته است.
آینده امیدوارکننده‌ای برای انرژی همجوشی
در اوایل سال جاری، مایکروسافت قرارداد خرید برق با هلیون برای خرید برق از اولین نیروگاه برق همجوشی تجاری این شرکت را امضا کرد. انتظار می‌رود این واحد پس از یک دوره افزایش اولیه حداقل ۵۰ مگاوات برق تولید کند و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۸ آنلاین شود. دیوید کرتلی، مدیر عامل هلیون در بیانیه‌ای با اعلام همکاری با نیوکور گفت: ما مشتاق کمک به جهان برای کاهش وابستگی خود به منابع انرژی مبتنی بر کربن با نیروی همجوشی فراوان و پاک هستیم.
