Američka vlada želi poslati maleni nuklearni fuzijski reaktor u svemir, a udružila se s privatnom kompanijom kako bi prototip bio operativan do 2027.
Nuklearna fuzija područje je fizike kojim se naučnici bave godinama jer obećava da će pružiti jedan od najčišćih i najučinkovitijih mogućih oblika energije. Nuklearna fuzija je kada se dvije atomske jezgre spajaju u jednu jedinu težu jezgru, pretvarajući dio mase u energiju.
To je isti proces koji pokreće Sunce, gdje se atomi vodika spajaju pod ogromnom toplinom i pritiskom kako bi formirali helij.
Umjetno ponovno stvaranje ovog procesa pokazalo se kao vrlo težak zadatak. Izgrađeni su razni složeni strojevi koji pokušavaju oponašati uvjete u srcu našeg sunca, od tokamaka u obliku krofne koji koriste goleme magnete da obuzdaju reakciju, do golemog pištolja koji zajedno ispaljuje projektile. Unatoč desetljećima rada, ništa se nije pokazalo dovoljno naprednim da bi se ugradilo u električnu mrežu.
Avalanche Energy misli da ima odgovor s relativno malenim reaktorom koji se zove Orbitron. Djeluje tako da hvata ione velike brzine u sićušnoj orbiti oko negativno nabijene elektrode. Stvaranjem sićušnog prostora za ovu ionsku plazmu—nazvanu ionska zamka—inženjeri koji stoje iza Orbitrona nadaju se da će im pružiti mnogo prilika da se ukrste i stapaju.
"Što je manji reaktor, to je veća frekvencija tih orbita, pa dolazi do više sudara", rekao je Robin Langtry, izvršni direktor Avalanchea, za Newsweek. "Dakle, mi, gotovo želimo da bude malen."
Potrebni naponi bit će ogromni, a to je jedan od mnogih inženjerskih izazova koje će tim Avalanchea morati svladati. Ako projekt uspije, potencijalna upotreba malog reaktora mogla bi promijeniti igru.
"To vas dovodi u ideju ćelije; fuzijske ćelije, ako želite", rekao je Langtry. Tim naposljetku smatra da bi se te ćelije mogle spojiti zajedno kako bi se stvorila veća fuzijska baterija sposobna za megavat izlazne energije.
Ovo sugerira čitav niz potencijalnih primjena. "Kako budemo spuštali cijenu, otvarat će se sve više i više tržišta za ovako nešto", rekao je Langtry. "Pretpostavljam da ćemo početi s milion dolara po kilovatu, jer se čini da je to mjesto gdje je komercijalna solarna energija. Jednom kada se spustimo na 100.000 dolara po kilovatu, vjerovatno će se otvoriti više aplikacija; avijacija je najzanimljivija, dronovi, itd. A onda kad se spustite na 10.000 ili 3.000 dolara po kilovatu, počinjete postajati konkurentni drugim oblicima zemaljske energije, poput gorivih ćelija, baterija i slično."
Jedna bi primjena mogla biti napajanje svemirskih letjelica. U maju ove godine, Jedinica za odbrambene inovacije (DIU) američke vojske objavila je da je dodijelila ugovore kompanijama za nuklearnu tehnologiju u potrazi za "nuklearnim pogonom i snagom sljedeće generacije". Avalanche je bila jedna takva kompanija.
Cilj ugovora je uspješna demonstracija prototipa u Zemljinu orbitu do 2027. Nuklearni izvori energije na svemirskoj letjelici opskrbljivat će je električnom energijom koja joj je potrebna za funkcioniranje, kao i pogon električnog potisnika.
"Zaključak, hemijski i solarni sustavi neće osigurati energiju potrebnu za buduće misije DoD-a", rekao je Maj Weed, voditelj programa za Nuclear Advanced Propulsion and Power (NAPP) program pri DIU, u saopštenju za javnost.
Put do datuma lansiranja 2027
Prototip Avalanche Energyja još je daleko i trenutno radi na oko 100 kilovolti, malo manje od rekorda od 190 kilovolti koji je postignut sličnom tehnologijom u prošlosti. Uskoro se nadaju da će to utrostručiti na 300 korištenjem sličnog razvojnog pristupa kao u SpaceX-u—testiraj, pogriješi, popravi.
"Pokušavamo to učiniti za fuziju, pokušavajući u osnovi izgraditi neku minimalno održivu stvar, pokrenuti je do krajnjih granica, shvatiti šta vas sprječava da idete dalje, popraviti je, vratiti je na testni štand i jednostavno ponavljati svaki dan, svaku sedmicu dok idemo", rekao je Langtry.
"Rano je, ali definitivno postoji vjerodostojan put do datuma lansiranja 2027. Neće biti lako; bit će vrlo teško.
"Imamo tri stvari koje želimo učiniti s Avalancheom. Jedna od njih je 100-postotna ovisnost o energiji bez ugljika za svaku zemlju na planeti; želimo ubrzati dolazak ljudskog društva koje leti u svemir; i želimo naučnu fantastiku učiniti stvarnom. Jako sam uzbuđen što ću to učiniti."
