Brittiska företaget First Light Fusion har tagit ett avgörande steg framåt i utvecklingen av en av de största tekniska utmaningarna för att realisera en demonstrationsanläggning för tröghetsinnesluten fusion.
Basera nära Oxford i Storbritannien, utforskar First Light Fusion en unik metod inom tröghetsinnesluten fusion känd som projektilfusion. Denna metod skapar de extremt höga temperaturer och tryck som krävs för att uppnå fusion genom att komprimera ett mål som innehåller fusionsbränsle med hjälp av en projektil som färdas i otrolig hastighet. Denna teknik skiljer sig från andra etablerade fusionstekniker genom att den inte använder komplexa, energikrävande och dyra lasrar eller magneter.
Skjuter i väg projektiler
Utmaningen ligger i att skjuta iväg en projektil med flera kilometers hastighet per sekund och samtidigt bibehålla den i fast form när den träffar fusionsbränslet. First Light Fusions anordning, Machine 3, har använts för detta ändamål, där det längsta avståndet mellan projektilens avfyrningspunkt och målet hittills varit 10 mm.
Företaget meddelar nu att de har lyckats öka detta avstånd, kallat "stand-off distance", tiofaldigt till 10 cm genom användningen av vad de benämner som en "elektrisk kanon". Projektilen "hålls i fast tillstånd över 10 cm genom noggrant anpassning av den elektriska kanonens folie och projektilens tjocklek till M3:s strömpuls.
Simulering av materialets styrka
De önskade tjocklekarna bestämdes med hjälp av simuleringar av materialets styrka, vilket möjliggjorde för projektilens design att bibehålla sin styrka över ett avstånd på 10 cm". Företaget påpekar att i en fusionskraftanläggning kommer stand-off-avståndet att behöva vara flera meter.
Mila Fitzgerald från First Light Fusion förklarade:
- Detta är en milstolpe för First Light och resultatet av en enorm insats, tid och ihärdighet från hela teamet. När vi skalar upp vår metod och siktar på att designa en pilotanläggning baserad på First Lights projektilmetod, är en av de stora utmaningarna att kunna avfyra en projektil med hög hastighet och från längre avstånd. Det är grunden för vår nuvarande design av pilotanläggningen. Detta experiment visar en metod för hur vi kan uppnå detta och är ett spännande steg i rätt riktning."
80 biljoner watt
Nyligen blev företaget det första privata fusionföretaget som genomförde ett experiment på Sandia National Laboratories "Z Machine" i New Mexico, USA, där de satte ett nytt tryckrekord för kvarts. Z Machine är världens mest kraftfulla pulskraftsanläggning. Med en toppkraft på 80 biljoner watt, kan den elektromagnetiskt skjuta iväg projektiler med högre hastigheter än någon annan anläggning i världen, vilket används för att testa materialprover under extrema tryck.
"Gäller att begränsa riskerna"
Nick Hawker, VD för First Light Fusion, sade:
- Vi vet att fysiken bakom tröghetsinnesluten fusion fungerar. Vår nyliga framgång på Sandia visar att våra förstärkare fungerar. För att uppnå kommersiell, kostnadseffektiv och skalbar fusionsenergi som en del av vår framtida energimix, behöver vi lösa grundläggande kraftverksutmaningar på ett sätt som fungerar med fysiken. Vi har tagit oss an stand-off-utmaningen eftersom den låser upp stora fördelar på andra områden. Det här är ett mycket betydande ögonblick när det gäller att begränsa riskerna. Det finns mer arbete att göra. Nu när vi har en fast projektil, går vi vidare till att studera och kontrollera lanseringens noggrannhet.
Källorna: First Light Fusion / World Nuclear News