Allgemeine Errungenschaften und Zukunft der Fusion

Allgemeine Fusion Kanadas entwickelt magnetisierte Zielfusion und ist gemessen an der Gesamtfinanzierung eines der fünf Start-ups im Bereich Fusionsenergie. Sie haben rund 322 Millionen US-Dollar von Jeff Bezos sowie der kanadischen und malaysischen Regierung gesammelt. Ich verfolge über 30 Kernfusionsprojekte und denke, dass dieses, Helion Energy und HB11 Energy, das vielversprechendste sind. HB11 Energy benötigt mehr Mittel. General Fusion und Helion Energy haben keine Finanzierungsprobleme und verfolgen Variationen gepulster Fusionsansätze. Ich denke, dass Tokomak und andere Ansätze, bei denen das Plasma über Monate und Jahre gehalten wird, weder konzeptionell noch praktisch gut sind.

„Die Kommerzialisierung der Fusionsenergie ist in greifbarer Nähe und General Fusion ist bereit, sie bis in die 2030er Jahre ans Netz zu bringen“, sagte Greg Twinney, CEO von General Fusion. „Wir haben das richtige Team, die richtige Technologie und die richtige Strategie, um dorthin zu gelangen.“

Mit der MTF-Maschine von General Fusion wird Tritium mit einem Züchtungsverhältnis produziert, das hoch genug ist, um den Betrieb der Anlage über ihre gesamte Lebensdauer aufrechtzuerhalten. Die flüssige Metallwand, die unser Plasma umgibt und komprimiert, um eine Fusionsreaktion auszulösen, enthält Lithium, das durch Fusionsneutronen in Tritium umgewandelt wird. Dadurch sinken die Treibstoffkosten auf nahezu Null.

Neutron Bytes interviewte General Fusion.

Sie vermeiden die Herausforderung des Neutronenabbaus der „ersten Wand“ und gewährleisten die Haltbarkeit der Maschine mit unserer proprietären Flüssigmetallwand. Die kollabierende Flüssigmetallwand, die zum Komprimieren und Erhitzen von magnetisiertem Plasma dient, schützt die Fusionsmaschine auf einzigartige Weise vor Schäden durch hochenergetische Neutronen, die bei der Fusionsreaktion freigesetzt werden. Mit einer Maschine, die länger hält, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit.

Die geplante kommerzielle Anlage soll aus zwei Fusionsmaschinen bestehen und eine Leistung von 230 MWe erzeugen. Das ist die ungefähre Stromerzeugungskapazität eines kleinen modularen Reaktors (SMR) mittlerer Größe vom PWR-Typ. Bei 4,500/Kw würde ein solcher SMR 1.035 Milliarden US-Dollar kosten. Kann GF zwei Maschinen (im Volumen) zusammen produzieren, um mit diesem Kostenfaktor konkurrenzfähig zu sein?

Die Flüssigmetallwand von General Fusion bietet eine einfache Möglichkeit, der Fusionsreaktion Wärme zu entziehen. In einem kommerziellen Fusionskraftwerk wird das heiße (500 Grad Celsius) flüssige Metall, das Wärme aus der Fusionsreaktion absorbiert hat, von der Fusionsmaschine durch einen Wärmetauscher zirkuliert, um Dampf zu erzeugen, der eine Turbine antreibt und Strom erzeugt. Dies ist ein vollständig industrialisierter Prozess, der heute in den meisten modernen Kraftwerken verwendet wird und problemlos auf unseren MTF-Ansatz zur Fusion angewendet werden kann.

Der primäre Komprimierungsprototyp von General Fusion hat über 1,000 Schüsse absolviert und seine Komprimierungsleistungsziele konstant erreicht. Darüber hinaus haben Forscher und Ingenieure Testergebnisse für eine Reihe von Kompressionsparametern genutzt, um ihre strömungsdynamischen Modelle mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu validieren und zu verfeinern. Diese Modelle zeigen, dass die Fusionsdemonstration innerhalb von etwa fünf Millisekunden einen geformten Kollaps in einem Hohlraum aus flüssigem Metall bewirken kann. Dies reicht für die thermischen Einschlusszeiten aus, die bereits in den bestehenden Plasmaprototypen von General Fusion erreicht wurden.

2005: Fusionsreaktion im ersten MTF-Prototyp des Unternehmens
2010: Erster Plasmainjektor im großen Maßstab mit magnetisch eingeschlossenem Plasma
2011: Erste Demonstration der Kompressionserwärmung von magnetisiertem Plasma
2012: Flüssigmetall-Kompressionstests validieren die Entwicklung des Flüssigmetall-Ansatzes und die Synchronisierung von Kolben im Maßstab
2013: Plasma erreicht Leistung, um Kompressionserwärmung zu ermöglichen
2017: Stabile Kompression von Plasma
2018: Erwärmung und erhöhte Neutronenausbeute bei der Plasmakompression
2019: Plasmalebensdauer wird in einem Flüssigmetallhohlraum aufrechterhalten
2019–2021: Plasmaleistung ausreichend, um Fusionsbedingungen im großen Maßstab zu erreichen
2021: Komprimierter Flüssigkeitshohlraum in eine kontrollierte, symmetrische Form, die ausreicht, um Fusionsbedingungen zu erreichen, wenn sie in der Fusionsdemonstration des Unternehmens skaliert wird
2022: Eine Einschlusszeit der Plasmaenergie von 10 Millisekunden und eine validierte Kompressionszeit von 5 Millisekunden unterstützen das Erreichen von 10 keV im Kraftwerksmaßstab