Commonwealth Fusion Systems và Trung tâm Khoa học Plasma và Nhiệt hạch (PSFC) của MIT đã chứng minh một nam châm có từ trường kỷ lục 20 Tesla. Đây là công nghệ cốt lõi mà họ đã lên kế hoạch tạo ra. Giờ đây, họ phải sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn 2025 lần và lắp ráp thành hệ thống thu năng lượng ròng vào năm 1.8. Họ có 200 tỷ đô la trong khoản tài trợ gần đây từ Bill Gates, Jack Ma, Richard Branson và nhiều quỹ và nhà đầu tư khác. Trước đây họ đã nhận được hơn 2 triệu đô la nên giờ đây họ có tổng số tiền tài trợ hơn 20 tỷ đô la. Các nam châm 40 Tesla sẽ làm cho lò phản ứng Commonwealth Fusion nhỏ hơn 11 lần so với lò phản ứng ITER tokamak sẽ sử dụng nam châm XNUMX tesla.
Daniel Jassby, một nhà vật lý đã nghỉ hưu từ Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPPL), cho biết Lò phản ứng thử nghiệm nhiệt hạch Tokamak của PPPL và Torus chung châu Âu của Vương quốc Anh, hai lò phản ứng nhiệt hạch duy nhất trên thế giới sử dụng triti, đã mất 10 năm thử nghiệm với hydro và đơteri đơn thuần. Nếu thời gian khởi động có thể giảm đi một nửa, hoạt động tritium của SPARC sẽ không có khả năng xảy ra trước năm 2032. Lò phản ứng thử nghiệm thu được ròng SPARC với mục tiêu hoàn thành xây dựng vào năm 2025 sẽ nhắm mục tiêu nổ công suất 10 giây. Jassby cho biết sẽ mất nhiều năm để hệ thống đạt được mức hoạt động và công suất đầy đủ. Sẽ không thực tế hoặc hợp lý nếu bắt đầu công việc trên lò phản ứng thương mại lớn hơn gấp mười lần trước khi họ tìm hiểu xem mọi thứ có thực sự hoạt động với lò phản ứng demo hay không.
SPARC sẽ là kích thước của các thiết bị nhiệt hạch cỡ trung hiện có nhưng với từ trường mạnh hơn nhiều. SPARC có kế hoạch xác minh công nghệ và vật lý cần thiết để xây dựng một nhà máy điện dựa trên khái niệm nhà máy điện nhiệt hạch ARC. SPARC được thiết kế để đạt được điều này với tỷ suất lợi nhuận vượt quá mức hòa vốn và có thể có khả năng đạt được công suất nhiệt hạch lên đến 140 MW cho các lần phát nổ 10 giây mặc dù kích thước tương đối nhỏ gọn. Các plasmas tạo thành được kỳ vọng sẽ tạo ra ít nhất gấp đôi năng lượng cần thiết để duy trì bản thân ở nhiệt độ cao (200 triệu K), tạo ra độ lợi nhiệt hạch Q> 2, với Q ≈ 11 dự kiến.
Một cánh đồng 19 Tesla đủ mạnh để nâng 403 chiếc Boeing 747. Mỗi hệ thống demo SPARC sẽ có 18 nam châm và mỗi nam châm sẽ có 166 dặm băng siêu dẫn.
Commonwealth Fusion đang cố gắng tạo ra một Tokomak nhỏ gọn với các nam châm siêu dẫn mạnh hơn. Họ muốn có một chiếc bánh tokamak thương mại vào năm 2033 nhưng mục tiêu hiện tại là năm 2035 cho một chiếc bánh tokamak thương mại. MIT đưa dự án nhiệt hạch tokamak thành các hệ thống Hợp nhất của Khối thịnh vượng chung. Họ muốn áp dụng thiết kế mô-đun cho các chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Họ muốn có được những nam châm mạnh hơn sẽ thu nhỏ kích thước và chi phí của lò phản ứng tổng hợp hạt nhân tiềm năng. Các nam châm được cải tiến sẽ cải thiện bất kỳ thiết kế phản ứng tổng hợp hạt nhân nào liên quan đến việc giam giữ plasma. Phương pháp tiếp cận MIT này có ít rủi ro về khoa học hơn nhưng rủi ro về công nghệ nhiều hơn. Họ đang cố gắng đẩy nhanh việc sử dụng thương mại nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao và cố gắng tiết kiệm chi phí của chúng. Chi phí cho nam châm siêu dẫn cho các dự án nhiệt hạch trước đây là 20 đô la cho mỗi watt nhưng các ứng dụng khác đã chứng kiến chi phí từ 1.4 đến 1.8 đô la cho mỗi watt.
Họ muốn sản xuất hàng loạt nam châm siêu dẫn có cường độ trường gấp 2 lần so với nam châm mạnh trước đây trong khi giảm chi phí trên mỗi watt.
Danh sách các mục dưới đây mà Khối thịnh vượng chung đang nhắm mục tiêu là từ năm 2018.
Có 16 phân đoạn được xếp chồng lên nhau cho mỗi nam châm và 18 nam châm là cần thiết cho hệ thống tăng lợi ròng demo.
Commonwealth Fusion có các kế hoạch dự án chi tiết hơn và các bài báo được bình duyệt cho thấy khoa học là đúng đắn.
SPARC sẽ sử dụng nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) mới để có hiệu suất tương tự như ITER nhưng được chế tạo nhiều hơn Nhỏ hơn 10 lần và trên một dòng thời gian nhanh hơn đáng kể.
Các bài báo cũng dự đoán rằng SPARC rất có thể sẽ đạt được một plasma cháy lần đầu tiên trên trái đất, có nghĩa là quá trình nhiệt hạch sẽ chủ yếu là tự đốt nóng. Đây là mục tiêu lớn trong nhiều thập kỷ của cộng đồng khoa học thế giới. Vào năm 2020, Commonwealth Fusion Systems (CFS) đã có một loạt bảy bài báo được xuất bản và đánh giá ngang hàng trong một ấn bản đặc biệt của Tạp chí Vật lý Plasma xác nhận cách tiếp cận của CFS đối với năng lượng nhiệt hạch thương mại.
LƯU Ý: Hai năm trước, Tokamak Energy đã báo cáo về tiến độ phát triển nam châm 20 Tesla. Nam châm Commonwealth Fusion System 20 Tesla hoàn thiện hơn cho một dự án nhiệt hạch. Ngoài ra còn có nhiều nam châm mạnh hơn tại phòng thí nghiệm National Magnet. Có một nam châm siêu dẫn 32 Tesla. Nam châm lai 42 Tesla và nam châm xung 100 Tesla. Những nam châm đó dành cho công việc trong phòng thí nghiệm và sẽ phù hợp cho dự án Tokamak.
NGUỒN - Hệ thống nhiệt hạch thịnh vượng chung, Tạp chí Vật lý Plasma
Do Brian Wang viết kịch bản, Nextbigfuture.com
Brian Wang là một nhà lãnh đạo tư tưởng theo chủ nghĩa tương lai và là một blogger Khoa học nổi tiếng với 1 triệu độc giả mỗi tháng. Blog của anh ấy Nextbigfuture.com được xếp hạng # 1 Blog Tin tức Khoa học. Nó bao gồm nhiều công nghệ và xu hướng đột phá bao gồm Không gian, Người máy, Trí tuệ nhân tạo, Y học, Công nghệ sinh học chống lão hóa và Công nghệ nano.
Được biết đến với việc xác định các công nghệ tiên tiến, anh hiện là Đồng sáng lập của một công ty khởi nghiệp và gây quỹ cho các công ty giai đoạn đầu tiềm năng cao. Ông là Trưởng bộ phận Nghiên cứu Phân bổ cho các khoản đầu tư công nghệ sâu và là Nhà đầu tư Thiên thần tại Space Angels.
Là một diễn giả thường xuyên tại các tập đoàn, anh ấy đã từng là diễn giả của TEDx, diễn giả của Đại học Singularity và là khách mời trong nhiều cuộc phỏng vấn cho đài phát thanh và podcast. Anh ấy sẵn sàng nói trước công chúng và tư vấn cho các cam kết.
