核能是再次蓬勃发展。
与能源价格在上升,要求能源独立和迫切需要无碳电力、核能计划离开正在修订在日本,韩国,甚至是德国。上个月,欧洲宣布绿色债券为核,美国,由于通货膨胀减少行动,很快就会投入数百万美元新的核设计激励核生产和国内铀矿,经过多年的缺乏资金,用于融合的现金。
新投资之际,fusion-long视为管梦想吸引真正的钱来自大风险资本和大公司,正押注丰富,廉价、清洁核将数万亿美元的产业。去年,像比尔盖茨这样的投资者和杰夫·贝佐斯将达到创纪录的34亿美元注入公司从事技术,根据Pitchbook。融合公司之一,总部设在西雅图的氦核,引起了创纪录的5亿美元从山姆奥特曼和泰尔。这笔钱确实增压核领域:融合行业协会说,至少有33个不同的公司现在追求核聚变,并预言融合将被连接到能量网格在2030年代的某个时候。
你可能听过这个。笑话是经济利用核聚变能量,这就是一个明星或者氢弹,大约30年后。不是一个玩笑,我们有大约0年停止推动我们的文明与地球变暖的进程能源。融合的挑战是实现净能量增益,在聚变反应产生的能量超过了能源消耗。本月一个里程碑悄悄地来到,当一组研究人员在美国国家点火装置在加州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布去年一个实验获得了超过1.3磅的炮弹(MJ)的能量,为能源产量设定一项新的世界纪录一个核聚变实验。实验也取得了科学点火历史上第一次:激光应用使用一个阿森纳足够的热量后,血浆成为自动加热。(研究人员一直试图复制结果,到目前为止没有成功。)
,你会原谅失踪7月另一个里程碑,当能源部门宣布奖项的50000美元和500000美元之间,到十融合企业与大学和国家实验室的项目合作。这里有一些的的获奖者,包括一些行业领先的公司,和的项目提供了一个抽样的问题融合上的机会——以及困难。
英联邦融合系统
越来越多的校园一个小时以外的波士顿麻省理工学院剥离英联邦融合系统是构建他们的第一个机器,SPARC,目标是到2025年发电。“你按下按钮,”首席执行官和共同创始人Bob Mumgaard告诉科斯拉风险工商领导人峰会今年夏天,“第一次在地球上你将更多的权力比从一个聚变等离子体。大约2亿度知道,冷却塔将有一堆蒸汽出去——你让你的手指按钮,它会停止,你再次按下按钮,它会。”爆炸的资金从投资者包括斯拉,比尔盖茨,乔治•索罗斯(George Soros)爱默生集体和谷歌减少筹资18亿美元去年alone-CFS希望在2025年开始运作一个原型。
认为作为锅炉的聚变反应堆,反应堆内的等离子体的托卡马克装置产生650度的高温的形式移动液体英联邦的熔盐,但也可能是蒸汽或高温氦,进入换热器,使蒸汽最终涡轮。除了,在这种情况下,锅炉的热量并不是由碳的燃烧成二氧化碳,但氢融合成氦。
像过去三十年ITER项目在法国,为操作设置在2025年,联邦和其他许多公司将努力达到使用的机器称为净能量增益托卡马克装置,bagel-shaped设备充满超热等离子体,加热到1.5亿度,在这个氢原子可以融合并释放能量。热等离子体的控制,你需要建立一个非常强大的磁场。英联邦的突破是tape-specifically, high-temperature-superconducting钢带涂上称为yttrium-barium-copper氧化物的复合。当一个原型最早是2009年商用,丹尼斯·怀特,麻省理工学院的等离子体科学和融合中心主任,命令他。Mumgaard和团队的学生,他的实验室使用线圈的东西构建一种新型的超导磁体,和一个名叫弧的反应堆原型,托尼·斯塔克的能源来源。英联邦出生于2015年。
SPARC今天发布的新的呈现# JPP特别版。SPARC是一个紧凑的托卡马克装置,将产生净能量融合历史上第一次。信贷:CFS / MIT-PSFC - CAD呈现由t·亨德森pic.twitter.com/0TBRWW1ikN
——英联邦融合系统(@CFS_energy)2020年9月29日,
去年12月的一个早晨,公司解雇了其最新supermagnet-a 10吨,8-foot-tall设备由数百tightly-twisted线圈和安静推动它的磁场除了高达20特士拉,记录磁铁的大小。(大多数核磁共振成像操作强度约1特斯拉)。最终,18这些磁铁将围绕SPARC的托卡马克装置,CFS说可以生产11倍比它会消耗更多的能量,并且比化石燃料价格便宜。世界需要Mumgaard估计的东西取代60000年全球碳排放发电站,占大约一半的全球能源使用。一万年融合植物会这样做。
这项技术“激动人心的是缩减规模和保持相同的力量,我们更“权力/东西,”这使得它更可能是经济的竞争,“Mumgaard告诉德赢提款2018年。”类型的材料,这种材料是大宗商品,如果你把这些材料得到电力的成本,削弱了现有能源价格。”
TAE技术
加州南部TAE技术提出了高达12亿美元,因为它成立于1998年,和2.5亿美元的最新一轮。圆,在7月份宣布,由雪佛龙的风险的手臂,谷歌,住友,东京的控股公司,旨在融合力量部署在亚太市场。TAE的方法,涉及创建一个在非常高温聚变反应,有一个关键的优点。而ITER使用氢的同位素氘和氚,一个极其罕见的元素,必须专门创建的锂和生产作为副产品radioactive-free neutrons-TAE线性反应堆是完全非放射性的,因为它依赖于氢和硼,两个丰富,自然产生的元素反应生成氦。
问题是,这需要温度在十亿摄氏度。(相比之下,ITER只需要1.5亿摄氏度的温度。太阳的核心,它的最热,可高达1500万摄氏度)。TAE说,当前试验反应堆已经稳定等离子体在7500万摄氏度,两倍或1.67亿Fahrenheit-more最初的目标。double-decker-bus-sized机,它构建说目前的价格超过了2.5亿美元,该公司的目标是建立一个更大的机器,哥白尼,做测试是热量的两倍。它说,它计划在2030年开始交付电力网格,紧随其后的是“更广泛的商业化”在接下来的十年。
里程碑,超越!✅
TAE技术的最先进的融合研究反应堆诺曼取得温度大于7500万°C,同时展示无与伦比的实时控制的等离子体。(1/6)pic.twitter.com/VEw7RMhWYd
- TAE技术(@TAE)2022年7月19日
通用原子公司
通用原子公司,圣地亚哥,加利福尼亚州,美国最大的托卡马克装置其强大的磁场,称为DIII-D国家聚变装置,或只是“D-three-D”,现在有一个环向磁场换向开关,它允许的重定向120000安培的电流,功率主磁场。它是世界上唯一的托卡马克装置,允许研究人员开关方向的磁场在几分钟而不是几小时内。另一个新的升级,行波光天线,让物理学家注入高能无线电波“螺旋”成DIII-D等离子体发生聚变反应更有力和有效的。
“我们有新工具的灵活性和新的工具来帮助我们找出如何使聚变等离子体继续,”理查德•黄油项目主任告诉圣地亚哥联合通报1月。背后的公司也在磁铁的八个模块的核心ITER设施,包括它野生中央电磁-世界上最强大的磁铁——在加州一种升级版的机器。
但像很多在融合,已经阻碍了ITER成本超支和拖延,与“第一等离子体”不会发生在2025年如前所预期由于全球pandemic-related中断。有些人抱怨说,这笔钱将ITER分心于其他更实际的能源项目方面,最新的价格标签220亿美元- - - - - -和其他人怀疑如果项目能产生净能量增益。
当完成时,等离子体在聚变反应堆ITER的核心传播将2.7亿°C,温度比太阳的10倍。围绕核心的磁铁将冷却到-268°C,空间的深度一样冷。ITER现在中途“第一等离子体”https://t.co/46EjFRLT0Cpic.twitter.com/GyMCJFDYLe
-马西莫(@Rainmaker1973)2020年2月10日
通用核聚变
一般位于加拿大,融合是由杰夫·贝佐斯和建筑技术最初由美国海军和俄罗斯科学家探索的潜在使用武器。在机器内部,熔融金属旋转来创建一个空腔,注入与活塞推动金属内形成一个球体。氢,加热到超热的温度和磁场在地方举行,填补了球体创造的反应。热量转移到金属可以变成蒸汽驱动涡轮机发电。作为前任首席执行官christof Mowry告诉德赢提款去年”,重现一块太阳在地球上,你可以想象,是非常,非常具有挑战性。“就像许多融合公司,GF取决于现代超级计算机和先进的建模和计算技术了解等离子体物理学的科学,以及现代制造技术和材料。
”这是打开了门不仅能够使融合工作,使其在实际的方式工作,“Mowry说。这是艰难的工作,但示范中心宣布去年的英国,英格兰,女朋友不是旨在发电但后来收集所需的数据建立一个商业试验工厂融合,能够产生更多的兴趣。
”的一部分,这种示范工厂我们要做的是使融合的承诺是在公众的意识,和决策者的意识,他们阴谋未来能源系统是什么样子,他们考虑如何将融合,”Mowry说。”,因为它将会更快的比人们意识到的。”
MIFTI
Magneto-Intertial融合技术、MIFTI Tustin,加州由来自加州大学的研究人员,欧文正在开发一个反应堆使用所谓的上演Z-Pinch方法。Z-Pinch设计温度范围,并使用一种强烈压缩等离子体脉冲电流产生磁场,可以减少等离子体的不稳定性,使融合持续的时间更长。但直到最近MIFTI的科学家能够克服不稳定问题,该公司表示,由于软件提供给他们在加州的美国空军。MIFTI预计能源获得十到五十倍的能量用于创建它。自2008年推出以来,该公司已筹集了160万美元的风险资本和获得了450万美元从能源部门的arpa - e项目奖。单独的研究Z-pinch钱伯斯在华盛顿大学的劳伦斯利弗莫尔国家实验室和剥离另一个融合创业,西雅图Zap能源宣布了一项1.6亿美元的C轮6月。
普林斯顿融合系统
新泽西州普林斯顿融合系统的总部,是一个小的专注于发展的小生意,干净的聚变反应堆地面和空间应用。剥离的普林斯顿大学的卫星系统专门从事航天器控制,该公司的普林斯顿FRC反应堆是建立在普林斯顿等离子体物理实验室15年的研究,主要是由美国能源部资助和美国国家航空航天局(NASA)和最终的目的是提供1到10兆瓦的电力在离网的位置和模块化的发电厂,“从远程工业应用在自然灾害应急电源在月球或火星与世隔绝的基地。”这个概念使用射频电磁场产生和维持等离子体形成称为Field-Reversed配置(FRC)在一个强大的磁瓶。实验在普林斯顿持有时间最长的记录,这样的反应一直稳定在300 ms。普林斯顿大学吸引了超过250万美元的赠款从能源部门的arpa - e先进技术项目。
托卡马克装置的能量
托卡马克装置能量,英国的公司命名的受欢迎的核聚变装置,在7月份宣布其丰隆托卡马克反应堆已经达到1亿摄氏度的底线,商业上可行的核聚变。成就是通过专有设计建立在一个球,而不是甜甜圈,形状。这意味着磁铁更接近等离子体流,允许较小的和更便宜的磁铁产生更强的磁场。普林斯顿大环托卡马克第一次在1978年达到这个温度阈值,但托卡马克是第一个这样做的一个球面,私人资助的设备。公司已经从投资者那里筹集了近1亿美元包括Legal & General,除了从能源部门的拨款。
螺旋性空间
位于加州帕萨迪纳,螺旋性空间发展中推进和电力技术基于专业磁惯性聚变的概念。系统,一个旋转的融合工程师,西雅图的氦核,似乎用扭曲的压缩卷,像编织绳,实现一个已知的现象称为磁螺度。(见描述在这演讲)。根据ZoomInfo和Linkedin,螺旋性有超过400万美元的资金和10名员工,所有的目的,该公司表示,在“使人类进入太阳系,用螺旋性Drive-powered飞往火星预计需要两个月,没有行星排列。”