Η πυρηνική σύντηξη είναι ένα απίστευτα πολύπλοκο επιστημονικό πρόβλημα που οι ερευνητές αντιμετωπίζουν από κάθε είδους οπτική γωνία, αλλά η Zap Energy με έδρα τις ΗΠΑ αρχίζει να γίνεται πρωτοσέλιδο χάρη σε μια από τις λιγότερο γνωστές προσεγγίσεις. Η startup με έδρα το Σιάτλ έχει φτάσει σε ένα σημαντικό ορόσημο για την τεχνολογία σύντηξης «Z-pinch» και τώρα εργάζεται για να την κάνει εμπορική πραγματικότητα μέσω αρθρωτών αντιδραστήρων μεγέθους γκαράζ.
Η έρευνα για την πυρηνική σύντηξη στοχεύει να αναδημιουργήσει τη διαδικασία που συμβαίνει μέσα στον Ήλιο, όπου η έντονη θερμότητα και η πίεση συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα πλάσμα στο οποίο οι ατομικοί πυρήνες συντήκονται για να απελευθερώσουν ενέργεια. Μεγάλο μέρος της προσπάθειας σε αυτό το πεδίο επικεντρώνεται στην αναστολή αυτών των ροών πλάσματος μέσα σε αντιδραστήρες σε σχήμα ντόνατ ή στριφτούς δακτυλίους, χρησιμοποιώντας απίστευτα πολύπλοκα μαγνητικά πεδία, και αυτό θα είναι το όνομα του παιχνιδιού στο ITER, τον μεγαλύτερο αντιδραστήρα για την πυρηνική σύντηξη του κόσμο που θα τεθεί σε λειτουργία μέσα σε αυτή τη δεκαετία.
Το Z-pinch παρουσιάζει μια πολύ διαφορετική διαδρομή, αλλά που μπορεί τελικά να αποδειχθεί φθηνότερη και πιο αποτελεσματική. Στην πραγματικότητα, αντί για περίπλοκα δίκτυα ακριβών μαγνητικών πηνίων και ακριβών υλικών θωράκισης για την προστασία τους, τα συστήματα Z-pinch βασίζονται σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που δημιουργείται μέσα στο ίδιο το πλάσμα. Αυτό το πεδίο κλειδώνει το πλάσμα μέσα σε μια σχετικά κοντή στήλη και το «τσιμπάει» μέχρι να γίνει καυτό και αρκετά πυκνό ώστε να επιτρέπει την πυρηνική σύντηξη.
Το 2019, εξετάσαμε το έργο μιας ομάδας επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον που βρήκαν μια λύση στα προβλήματα αστάθειας που ταλαιπωρούσαν την τεχνολογία Z-pinch από την έναρξή της στη δεκαετία του 1950. Χρησιμοποιώντας αυτό που είναι γνωστό στη δυναμική των υγρών ως κομμένη αξονική ροή, η ομάδα έδειξε έναν τρόπο εξομάλυνσης των ροών πλάσματος για να αποφευχθεί η διόγκωση και οι παραμορφώσεις που ιστορικά προκαλούν την κατάρρευσή τους.
Εν τω μεταξύ, ένας από τους συγγραφείς αυτής της μελέτης, ο Uri Shumlak, προσπάθησε να αξιοποιήσει αυτήν την τεχνική αξονικής ροής κοπής για να κάνει πραγματικότητα την τεχνολογία σύντηξης Z-pinch, έχοντας συνιδρυθεί η Zap Energy το 2017. Την περασμένη εβδομάδα, η εταιρεία έφτασε σε ένα ορόσημο ταξίδι, δημιουργώντας τις πρώτες ροές πλάσματος μέσα στον πρωτότυπο αντιδραστήρα του, που ονομάζεται FuZE-Q.
«Το Z-pinch ήταν από καιρό ένας ελκυστικός τρόπος για την επίτευξη πυρηνικής σύντηξης, αλλά για πολλά χρόνια οι ερευνητές θεωρούσαν τις αστάθειες του πλάσματος Z-pinch ως μια ανυπέρβλητη πρόκληση», λέει ο Shumlak, ο οποίος υπηρετεί ως Chief Science Officer. της Zap Energy. Έχουμε αποδείξει, μέσω προσομοιώσεων και πειραμάτων, ότι οι διατμητικές ροές μπορούν να σταθεροποιήσουν τα πλάσματα σύντηξης και ότι η σταθερότητα πρέπει να επεκταθεί σε εμπορικά βιώσιμη κλίμακα». Η ομάδα της Zap Energy έχει σημειώσει ταχεία πρόοδο από τότε που αυτή η τεχνολογία βγήκε από το εργαστήριο, σε μεγάλο βαθμό χάρη στην πρόσφατη ανάπτυξη της ομάδας και τις επενδύσεις."
Προηγουμένως, η ομάδα είχε επιδείξει πλάσμα με ηλεκτρικό ρεύμα 500 kiloamps (kA), το μέγιστο που μπορούσαν να διαχειριστούν τα προηγούμενα πρωτότυπα αντιδραστήρα της. Αλλά όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα, τόσο πιο ζεστό και πυκνότερο γίνεται το πλάσμα, γι' αυτό το FuZE-Q νέας γενιάς έχει σχεδιαστεί για να χειρίζεται ρεύματα 650 kA. Η επιστημονική μοντελοποίηση της ομάδας δείχνει ότι αυτό είναι το νεκρό σημείο, όπου η ενέργεια που εξέρχεται από τη συσκευή είναι μεγαλύτερη από αυτή που χρειάζεται για να λειτουργήσει, που ορίζεται ως Q = 1.
«Το FuZE-Q είναι η τέταρτη γενιά συσκευών Z-pinch που κατασκευάσαμε και είναι αναμφισβήτητα η πιο φιλόδοξη», δήλωσε ο Brian A. Nelson, Chief Technology Officer της Zap Energy. «Το έχουμε σχεδιάσει ώστε να είναι ευέλικτο, ελαστικό και συντονιζόμενο με πολλούς τρόπους που θα είναι κρίσιμοι καθώς κινούμαστε σε υψηλότερα ρεύματα, θερμοκρασίες και πυκνότητες».
Η ομάδα της Zap Energy μόλις έκλεισε έναν γύρο χρηματοδότησης 160 εκατομμυρίων δολαρίων, ο οποίος θα βοηθήσει να φέρει τη μορφή της ενέργειας σύντηξης στην αγορά. Χωρίς να χρειάζονται ακριβούς μαγνήτες ή λέιζερ υψηλής ισχύος, όπως συμβαίνει με άλλες προσεγγίσεις, η εταιρεία σκοπεύει να το πετύχει με στραγγαλιστικά πηνία μαζικής παραγωγής που είναι αρκετά μικρά ώστε να χωρούν σε γκαράζ. Αυτές οι αρθρωτές συσκευές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία απομακρυσμένων κοινοτήτων ή να συνδυαστούν και να κλιμακωθούν για να τροφοδοτήσουν ολόκληρες πόλεις. Ένα απίστευτο αποτέλεσμα, ειδικά σε σύγκριση με την παραδοσιακή προσέγγιση ITER που, προς το παρόν, έχει κοστίσει δισεκατομμύρια και δεν οδήγησε σε τίποτα.
Οι νέες, καινοτόμες προσεγγίσεις για τη σύντηξη, όπως αυτή της Οξφόρδης, και αυτό υπόσχονται πολύ απλούστερες λύσεις από αυτές που ακολουθήθηκαν μέχρι τώρα, βασισμένες στο conenumento forcing.
Χάρη στο κανάλι μας στο Telegram, μπορείτε να ενημερώνεστε για τη δημοσίευση νέων άρθρων των Οικονομικών Σεναρίων.
Το άρθρο Z-Pinch: η start-up που θέλει να πραγματοποιήσει πυρηνική σύντηξη σε μια μονάδα μεγέθους γκαράζ… προέρχεται από το ScenariEconomici.it .
Αυτή είναι μια αυτόματη μετάφραση μιας ανάρτησης που δημοσιεύτηκε στο Scenari Economici στη διεύθυνση URL https://scenarieconomici.it/z-pinch-la-start-up-che-vuole-realizzare-la-fusione-nucleare-in-ununita-grande-come-un-garage/ στις Sun, 03 Jul 2022 21:23:07 +0000.