Fusion se acerca con la prueba exitosa de un nuevo tipo de imán

Los equipos de CFS y MIT que trabajan en el imán.

Crédito: Gretchen Ertl, CFS / MIT-PSFC, 2021

Fusion dio un paso clave en su movimiento desde el laboratorio hacia la viabilidad comercial con la prueba exitosa de una tecnología clave: un imán muy poderoso que usa muy poca energía.

Commonwealth Fusion Systems (CFS) y el Plasma Science and Fusion Center (PSFC) del Instituto de Tecnología de Massachusetts dijeron el miércoles que completaron la prueba el domingo a las 6 am en el MIT Plasma Science and Fusion Center en Cambridge, Massachusetts.

En la prueba, el imán alcanzó los 20 tesla, que es una unidad de medida que muestra la fuerza de un imán. (Al igual que la compañía de automóviles, lleva el nombre del ingeniero Nikola Tesla). Como referencia, 20 tesla es 12 veces más que el campo magnético de una resonancia magnética tradicional o escaneo de imágenes por resonancia magnética.

Hizo esto mientras consumía solo unos 30 vatios de energía, varios órdenes de magnitud menos que el imán tradicional conductor de cobre que el MIT había probado anteriormente, que usaba 200 millones de vatios, dijo Dennis Whyte, director de PSFC del MIT y cofundador de CFS, en una conferencia telefónica con periodistas el miércoles.

La fusión nuclear es la reacción que impulsa el sol y las estrellas. Ocurre cuando dos núcleos más pequeños y ligeros se fusionan para formar un solo núcleo más pesado, liberando energía.

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Si la fusión puede lograrse en la Tierra y comercializarse, proporcionará una fuente casi ilimitada de energía limpia sin producir los desechos de la fisión nuclear, que pueden permanecer radiactivos durante miles de años.

En una máquina de fusión con forma de rosquilla, llamada tokamak, los imanes sostienen y aíslan el plasma en llamas para que se produzcan reacciones de fusión nuclear.

El nuevo imán de CFS y MIT es lo suficientemente fuerte como para que cuando el equipo construya su máquina de fusión en forma de rosquilla, llamada tokamak, con estos imanes, podrá lograr “energía neta”, lo que significa que la máquina de fusión produce más energía. que se necesita para iniciar y mantener la reacción, dijeron CFS y PSFC del MIT.

Hasta ahora, ninguna empresa ha podido lograr la fusión energética neta. Hasta ahora, toda la energía creada por las reacciones de fusión se usurpa para iniciar y mantener la reacción.

“Nadie, ni empresas, universidades, laboratorios nacionales ni gobiernos, ha logrado el objetivo de la fusión de equilibrio hasta la fecha”, dijo Andrew Holland, Director Ejecutivo de la Asociación de la Industria de la Fusión, dijo a CNBC.

Los científicos e ingenieros de CFS y PSFC del MIT dijeron que el desempeño exitoso de su nueva tecnología magnética es un paso clave en su desarrollo tecnológico de fusión comercializada.

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“Este imán cambiará la trayectoria de la ciencia y la energía de la fusión, y pensamos que eventualmente el panorama energético del mundo”, dijo Whyte.

El rendimiento de estos imanes le da a Holland la confianza de que CFS y el PSFC del MIT podrán lograr el objetivo de la fusión comercial. “Es un gran problema”, dijo Holland a CNBC.

“Esto no es una exageración, es una realidad. Con los avances de toda la industria de la fusión, estamos viendo el nacimiento de una nueva fuente de energía limpia, sostenible y siempre disponible”, dijo Holland.

Los miembros del equipo de CFS y MIT están bajando el imán superconductor en el banco de pruebas.

Crédito: Gretchen Ertl, CFS / MIT-PSFC, 2021

Para construir los imanes que pueden alcanzar los 20 tesla en su experimento del domingo, CFS y MIT utilizaron superconductores de alta temperatura.

“La escala y el rendimiento de este imán es similar a un imán no superconductor que se utilizó en el experimento del MIT que concluyó sus experimentos hace cinco años”, dijo Whyte. Pero “la diferencia en términos de consumo de energía es bastante sorprendente”.

CSF es anterior a los ingresos y ha recaudado más de $ 250 millones de un puñado de inversores, incluido Breakthrough Energy Ventures, el fondo de inversión en sostenibilidad de alto perfil que cuenta con Bill Gates, Jeff Bezos, Richard Branson y Ray Dalio como patrocinadores.

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El imán superconductor de alta temperatura demostrado el domingo se utilizará en su dispositivo de fusión de prueba, llamado SPARC, que ya está en construcción en Devens, Massachusetts, y está en camino de demostrar la energía neta de la fusión para 2025, dijeron los equipos.

Su primera planta de energía de fusión, llamada ARC, está programada para estar en línea a principios de la década de 2030.

SPARC “no es un sistema comercial en el sentido de que puede confiar en él durante 30 años para sentarse allí y bombear electricidad a las personas que, si no está funcionando, se les apagan las luces”, dijo Bob Mumgaard, director ejecutivo de CFS, en una conferencia telefónica con reporteros el miércoles.

La diferencia entre SPARC y ARC (que no son siglas, por lo que técnicamente no representan nada) es “la confiabilidad y la vida útil”, dijo Mumgaard. Primero construyes un avión de prueba y luego el avión de pasajeros, dijo Mumgaard.

SPARC “está haciendo la mayoría de las cosas que hace el avión de pasajeros, pero no todas”, dijo Mumgaard. “Lo está haciendo de una manera flexible, que podemos probar, que podemos romper y arreglar … para que desarrollemos las tecnologías y las cadenas de suministro que necesita para construir la próxima”.