2024. április 22-én a japán startup vállalat, a Helical Fusion bejelentette, hogy sikeresen teljesítette egy jelentős teljesítménytesztjét magas hőmérsékletű szupervezető (HTS) tekercsével. Ez az eredmény kulcsfontosságú lépés a kereskedelmi célú nukleáris fúziós energia fejlesztése felé, és világszinten az első alkalom, hogy egy nagy méretű HTS tekercset olyan körülmények között teszteltek, amelyek egy fúziós reaktor mágneses környezetét utánozzák.
A sikeres HTS tekercs teszt jelentősége
A Helical Fusion által végrehajtott teszt során a cég által fejlesztett nagy teljesítményű HTS tekercs stabil áramfolyamot tartott fenn szupervezető állapotban, miközben egy 7 tesla erősségű mágneses térben működött 15 K (-258 °C) hőmérsékleten. A tesztet a Japán Nemzeti Fúziós Tudományos Intézet (NIFS) létesítményeiben végezték el, és az elért stabil áramérték 40 kA volt.
“Ez azt jelenti, hogy a világ többi részét megelőzve képesek lehetünk fúziós energiatermelést megvalósítani” – nyilatkozta Takaya Taguchi, a Helical Fusion vezérigazgatója a sajtótájékoztatón.
A Helix Program és Japán fúziós ambíciói
A startup cég a Helix Program keretében kívánja továbbfejleszteni kutatásait. A program célja, hogy az évtized végére befejezze HTS mágnesek és az integrált takaró-/elterelő rendszer teljesítménytesztjeit.
- Helix HARUKA: Egy integrált demonstrációs eszköz építése, amely bizonyítja a stabil és folyamatos fúziós reakciókat.
- Helix KANATA: A 2030-as évekre tervezett fúziós pilot üzem, amely 24/7 stabil működést, nettó pozitív villamosenergia-termelést és hatékony karbantartást fog demonstrálni – ezek mind kritikus feltételek a kereskedelmi fúzió megvalósításához.
A Helical Fusion az NIFS örököseként kívánja megépíteni a világ első kereskedelmi célú fúziós erőművét a saját fejlesztésű Helical Stellarator dizájn alapján. Ez az innovatív konstrukció lehetővé teszi a plazma folyamatos csapdázását külső áramvezetés nélkül, ami hosszabb és stabilabb működést eredményezhet más fúziós modelleknél.
A „Double Pancake Coil” és az együttműködés jelentősége
A legutóbbi HTS teszt során alkalmazott „Double Pancake Coil” technológia kulcsfontosságú volt az eredmény elérésében. A Helical Fusion 2021-es alapítása óta szoros együttműködésben dolgozik a NIFS-szel, amelynek részeként 2024 márciusában közös kutatócsoportot hoztak létre az HTS mágnesek és reaktorrendszer fejlesztésének felgyorsítására.
A projekt támogatásában jelentős szerepet játszik Japán Kormányának Kisvállalkozások Innovációs Kutatási Programja (SBIR) harmadik fázisa is, amely mintegy 2 milliárd jen (körülbelül 13 millió dollár) finanszírozást biztosított az Oktatási, Kulturális, Sport-, Tudomány- és Technológiai Minisztériumtól (MEXT). Japán miniszterelnöke, Sanae Takaichi személyesen is támogatta ezt az kezdeményezést, kiemelve a nukleáris fúzió kutatásának fontosságát.
Taguchi vezérigazgató elismerte a kormány támogatását, ugyanakkor rámutatott arra is, hogy Japán még mindig le van maradva az Egyesült Államokhoz és Kínához képest. “Reméljük, hogy a Takaichi-kormányzat képes lesz áthidalni ezt a különbséget vagy akár megelőzni őket fokozott finanszírozással és politikai támogatással”, tette hozzá.
Japán helyzete és globális versenyfutás a fúziós energiáért
Bár Japán jelenleg körülbelül 100 milliárd jen értékben költ fúziós kutatásokra, ez messze elmarad az Egyesült Államok és Kína több billió jenes beruházásaitól. A Helical Fusion sikere azonban hozzájárulhat ahhoz, hogy a japán kormány nagyobb figyelmet fordítson hazai fúziós projektek bővítésére.
Világszerte nőtt az érdeklődés és befektetés a fúziós energia iránt: tavaly óta mintegy 2,64 milliárd dollárral emelkedett az erre fordított összeg. Azonban szakértők szerint még sokkal több forrásra van szükség ahhoz, hogy ez a technológia kereskedelmi szinten életképes legyen.
A világon mintegy 50 fúziós projekt fut párhuzamosan; ezek közül csak néhány vállalja magára azt a kihívást, hogy egyszerre teljesítse mindhárom kritikus kereskedelmi feltételt: stabil energiatermelés, nettó energianyereség és karbantarthatóság. A Helical Fusion mellett ilyen például az MIT-ből kivált amerikai Commonwealth Fusion Systems is, amely Virginia államban tervez hálózatméretű fúziós erőművet építeni a következő évtized elején.
Az áttörés tágabb jelentősége
A Helical Fusion CTO-ja, Junichi Miyazawa hangsúlyozta: “A magas hőmérsékletű szupervezető mágnesek fejlesztése egy erőteljes váltást jelent a laboratóriumi kutatásoktól a valós alkalmazások felé.”
“Ez a sikeres teszt sok éves fejlesztés és szoros együttműködés eredménye akadémiai és ipari partnerekkel egyaránt.”
Ezzel Japán startupja nemcsak technológiai áttörést ért el, hanem új reményeket is támaszt arra nézve, hogy hamarosan megvalósulhat az emberiség egyik legnagyobb energetikai álma: tiszta, biztonságos és korlátlan nukleáris fúziós energia előállítása.
Forrás: https://interestingengineering.com/energy/worlds-first-nuclear-fusion-coil-test
