Helion-energie heeft vrijdag twee mijlpalen aangekondigd voor de bedrijfs- en commerciële fusiesector: het bereiken van een plasmatemperatuur van 150 miljoen graden Celsius en het zijn van de eerste particuliere onderneming die zijn fusie-apparaat test met een radioactieve brandstof genaamd tritium.
Het in Everett, Washington gevestigde bedrijf maakt deel uit van de wereldwijde race om de natuurkundige en technische uitdaging op te lossen die gepaard gaat met het benutten van fusiereacties om bruikbare energie te genereren.
Hoewel de technologie die mijlpaal nog moet bereiken, brak Helion afgelopen zomer de grond af van een commerciële energiecentrale in Oost-Washington die tot doel heeft in 2028 te beginnen met het vernietigen van atomen – een ambitieus doel dat veel sceptici kent.
Terwijl de bouw van de fabriek vordert, zet het bedrijf cruciale tests voort op het hoofdkantoor met zijn apparaat van de zevende generatie, Polaris, dat de nieuwe temperatuur- en brandstofbenchmarks behaalde.
“We hebben nu een lange geschiedenis in het bouwen van fusieprototypes”, zegt David Kirtley, CEO van Helion. “We hebben kunnen laten zien dat we geleidelijk de grenzen kunnen verleggen en steeds dichter bij die energiecentrales kunnen komen.”
De uitdaging van de fusie-industrie is het creëren van plasma’s die veel heter zijn dan de zon en ongelooflijk compact zijn, en deze vervolgens in stand te houden. De hele operatie moet voldoende energie-efficiënt zijn om overtollige energie te creëren en op te vangen.
Terwijl de zon en de sterren op natuurlijke wijze tot fusie komen, heeft niemand op aarde – in de academische wereld of de industrie – dat doel bereikt en sommigen geloven dat dat doel nog vele jaren verwijderd is.
Een magnetische benadering van fusie
Helion heeft tot doel kernfusie te temmen met behulp van magneto-inertiële, gepulseerde werking en veld-omgekeerde configuratie-apparaten. Wat dat betekent is dat het systeem een energiepuls naar het fusie-apparaat stuurt, waar magnetische velden het plasma comprimeren en fusie plaatsvindt. Terwijl het plasma tegen het veld duwt, ontstaat er een stroom die elektriciteit terug het systeem in stuurt.
Het bedrijf heeft weinig peer-reviewed onderzoek gepubliceerd, maar heeft informatie over de recente voortgang gedeeld met geselecteerde experts.
“Het zien van de gegevens van de Polaris-testcampagne, inclusief recordtemperaturen en winsten uit de brandstofmix in hun systeem, duidt op sterke vooruitgang. Ons vermogen om fusie op het elektriciteitsnet te krijgen vereist een aanpak die een snelle ommekeer in ontwerp en testen mogelijk maakt, en deze resultaten weerspiegelen de groeiende capaciteit van het Amerikaanse fusie-ecosysteem”, zei Jean Paul Allain, associate director of Science for Fusion Energy Sciences bij het Department of Energy, in een verklaring.
Ryan McBride, een fusie-expert en hoogleraar kernenergie, elektrotechniek en toegepaste natuurkunde aan de Universiteit van Michigan, beoordeelde ook de diagnostische gegevens van Helion.
McBride zei in een verklaring dat het “opwindend was om bewijs te zien” van de twee mijlpalen en hij kijkt uit naar “meer vooruitgang.”
Kirtley zei dat het team publicaties voorbereidt die de diagnostische hulpmiddelen beschrijven die worden gebruikt om het temperatuurrecord te verifiëren, dat de eerdere piek van het bedrijf van 100 miljoen graden Celsius overtrof.
Het uiteindelijke doel voor het apparaat is om 200 miljoen graden Celsius te bereiken, zei hij, en voegde eraan toe: “Dat kondigen we vandaag niet aan. Maar gezien de resultaten die we tot nu toe hebben gehad, zijn we erg enthousiast over en optimistisch over het bereiken van die mijlpaal.”
Het momentum in de sector neemt toe
Helion benadrukt ook het gebruik van tritium in combinatie met deuterium als fusiebrandstof. Beide zijn vormen van waterstof, maar deuterium is niet-radioactief, dus de meeste bedrijven voeren experimenten uit met alleen die isotoop, omdat deze veiliger te hanteren is en overvloediger aanwezig is. De commerciële brandstofmix van Helion zal bestaan uit deuterium en helium-3, waarvoor hogere plasmatemperaturen nodig zijn voor fusie, maar efficiënter zijn voor de productie van elektriciteit.
Het uitvoeren van tests met tritium gaf inzicht in hoe de helium-3 zou kunnen presteren, zei Kirtley, en stelde het bedrijf in staat aan te tonen dat het in staat was de brandstof door het hele systeem te beheren.
De fusie-industrie zelf wordt steeds heter omdat technologiebedrijven en anderen steeds wanhopiger op zoek zijn naar nieuwe schone energiebronnen voor datacentra, transport en industrie. Deze week kondigde fusiestartup Inertia $450 miljoen aan nieuwe financiering aan, terwijl BC’s Algemene fusie kondigde vorige maand plannen aan om naar de beurs te gaan via een SPAC van $ 1 miljard.
Decennia lang hebben goedkope energie en een vlakke vraag naar elektriciteit de ontwikkeling van kernfusie onderdrukt, zegt Kirtley. Dat is niet langer het geval.
“Ik ben heel blij dat er zo’n opwinding is rond fusie,” zei hij, “en het stimuleert ons.”
