A Helion Energy látogatása, amikor a seattle-i régiót füst borította

Október 20-án, csütörtökön riportutat tettem a washingtoni Everettbe, hogy meglátogassam Hélion energia, egy fúziós startup, amely közel 600 millió dollárt gyűjtött össze egy csomó viszonylag jól ismert Szilícium-völgyi befektetőtől, köztük Peter Thieltől és Sam Altmantől. További 1.7 milliárd dollár kötelezettségvállalással rendelkezik, ha elér bizonyos teljesítménycélokat.

Mivel a magfúzió korlátlan mennyiségű tiszta energiát képes előállítani anélkül, hogy hosszan tartó nukleáris hulladék keletkezne, gyakran nevezik a tiszta energia „szent gráljának”. A Szent Grál azonban továbbra is megfoghatatlan, mert ez idáig elérhetetlen volt a fúzió újrateremtése a Földön, amely több energiát termel a reakció beindításához, és amely hosszabb ideig fenn is tartható. Ha sikerülne a fúziót itt a földön és nagymértékben kereskedelmi forgalomba hozni, minden energetikai gondunk megoldódna, mondják a fúzió támogatói. 

A fúzió is évtizedek óta a láthatáron, csak elérhetetlen, látszólag szilárdan beépült egy technoutópiába, amely csak a tudományos-fantasztikus fantasy regényekben létezik.

De a Helion Energy hatalmas munkaterületének és laboratóriumának meglátogatása számomra a fúzió gondolatát a teljesen fantasztikusból a potenciálisan valóságossá tette. Természetesen a „potenciálisan valós” szó nem jelenti azt, hogy a fúzió egy kereskedelmileg életképes energiaforrás lesz, amely jövőre táplálja otthonát és a számítógépemet. De már nem olyan érzés, mint egy űrhajóval a Plútóhoz repülni.

Ahogy végigsétáltam a hatalmas Helion Energy épületeken Everettben, amelyek közül az egyik teljesen működőképes és egy még építés alatt áll, megdöbbentett, hogy minden hétköznapinak tűnik. Építőipari berendezések, gépek, tápkábelek, munkapadok és számtalan űrhajónak tűnő alkatrész mindenhol megtalálható. A tervek végrehajtása folyamatban van. Vadon idegennek tűnő gépeket gyártanak és tesztelnek.

A Helion Energy dolgozóinak a fúziós berendezés megépítése a feladatuk. Minden nap az irodába járni azt jelenti, hogy az A részt a B részbe és a C részbe rakjuk, azokkal az alkatrészekkel babrálunk, teszteljük őket, majd újabb alkatrészekkel rakjuk be, teszteljük azokat, szétszedjük ezeket az alkatrészeket, ha valami nem működik megfelelően. majd újra összerakja, amíg meg nem történik. Aztán áttérünk a D és az E részre.

Látogatásom dátuma ehhez a történethez is releváns, mert ez egy második furcsa-valóságossá váló réteggel egészítette ki tudósító utam. 

Október 20-án a Seattle Everett régiót veszélyes mértékű erdőtüzek füst borította. Az Everett levegőminőségi indexe 254 volt, ami akkoriban a világ legrosszabb levegőminősége volt. Iqair.

„Az északi kaszkádokban égő több erdőtüzet meleg, száraz és szeles időjárás okozta. A keleti szél fellobbantotta a tüzeket, és a keletkező füstöt nyugat felé, Everett és Seattle régió felé terelte. Christi Chester Schroeder, – mondta nekem az IQAir North America levegőminőség-tudományi vezetője.

A globális felmelegedés elősegíti ezeket a tüzeket, Denise L. Mauzerall, a Princeton környezetmérnöki és nemzetközi ügyek professzora elmondta.

"Az éghajlatváltozás hozzájárult a Csendes-óceán északnyugati részén idén uralkodó magas hőmérsékletekhez és szárazságokhoz" - mondta Mauzerall. „Ezek az időjárási körülmények, amelyeket az éghajlatváltozás súlyosbított, megnövelték a rendkívül rossz levegőminőségért felelős tüzek valószínűségét és súlyosságát.”

Annyira rossz volt, hogy a Helion először azt mondta minden alkalmazottjának, hogy maradjanak otthon. A vezetőség túl veszélyesnek találta arra kérni őket, hogy hagyják el házukat.

Látogatásom körülményei kényelmetlen csatát indítottak el. Egyrészt volt bennem egy újszerű remény a fúziós energia lehetőségével kapcsolatban. Ugyanakkor belsőleg a világ helyzetével kapcsolatos mélységes rettegés érzésével vívódtam.

Nem voltam egyedül azzal, hogy éreztem a pillanat súlyát. "Nagyon szokatlan" Chris Pihl, a Helion társalapítója és technológiai igazgatója, mondta a füstről.

Pihl közel két évtizede foglalkozik a fúzióval. Látta, ahogy a fizikus akadémikusok birodalmából olyan területté fejlődik, amelyet az újságírók szorosan követnek, és milliárdos befektetéseket gyűjtenek össze. A fúzión dolgozó emberek a menő gyerekekké, az esélytelenebb hősökké váltak. Miközben közösen elhárítunk minden reális reményt, hogy a megcélzott 1.5 fokos felmelegedésen belül maradjunk, és ahogy a globális energiaigény folyamatosan növekszik, a fúzió az otthoni megoldás, amely néha az egyetlen megoldásnak tűnik.

"Ez kevésbé akadémiai törekvés, altruista törekvés, és szerintem ezen a ponton inkább túlélési játékká válik, a dolgok alakulásával együtt" - mondta Pihl, miközben az üres Helion irodákban ültünk, és néztük a szürke füstfal. „Szóval ez szükséges. És örülök, hogy felhívják a figyelmet.”

David Kirtley vezérigazgatója és társalapítója körbevezetett a hatalmas labortérben, ahol a Helion a hetedik generációs rendszeréhez, a Polarishoz való alkatrészek megépítésén dolgozik. Minden generáció bebizonyította a fizika és a mérnöki tudományok valamilyen kombinációját, amely szükséges ahhoz, hogy a Helion sajátos fúziós megközelítése megvalósuljon. A hatodik generációs prototípus, a Trenta 2020-ban készült el, és bebizonyította, hogy képes elérni a 100 millió Celsius-fokot, ami kulcsfontosságú mérföldkő a Helion megközelítésének bizonyítása szempontjából.

A Polaris egyebek mellett azt hivatott bebizonyítani, hogy képes nettó áramot elérni – vagyis többet termelni, mint amennyit fogyaszt –, és már megkezdte nyolcadik generációs rendszerének tervezését, amely az első kereskedelmi minőségű rendszere lesz. A cél az, hogy bemutassuk, a Helion 2024-re képes fúzióból villamos energiát előállítani, és az évtized végére áramot kapni a hálózatra – mondta Kirtley.

A fúziós energia egyesült államokbeli villamosenergia-hálózatba juttatásának bizonyos része olyan tényezőktől függ, amelyeket a Helion nem tud ellenőrizni – szabályozási folyamatok létrehozása a Nukleáris Szabályozási Bizottsággal, valamint engedélyezési folyamatok a szükséges hálózati összekapcsolási jóváhagyások megszerzéséhez, és ezt a folyamatot Kirtley néhány évtől akár tíz évig is terjedhet. Mivel nagyon sok szabályozási akadály szükséges ahhoz, hogy a fúziót bekapcsolják a hálózatba, Kirtley azt mondta, arra számít, hogy első fizető ügyfeleik valószínűleg magánügyfelek lesznek, mint például az olyan technológiai cégek, amelyek energiaéhes adatközpontokkal rendelkeznek. A közüzemi társaságokkal való együttműködés hosszabb ideig tart.

A Polaris rendszer egyik része, amely egy nem fúziós szakértő számára (mint én) talán a legvilágosabbnak tűnik, a Polaris Injector Test, amivel a fúziós reaktor üzemanyaga kerül a készülékbe.

A legismertebb fúziós módszer vitathatatlanul egy tokamak, egy fánk alakú eszköz, amely szupererős mágnesekkel tartja a plazmát ott, ahol a fúziós reakció bekövetkezhet. Egy nemzetközi együttműködési fúziós projekt, az ún ITER (latinul „az út”) egy hatalmas tokamakot épít Dél-Franciaországban, hogy bebizonyítsa a fúzió életképességét.

Helion nem tokamakot épít. Egy hosszú, keskeny eszközt épít, amelyet Field Reversed Configurationnak vagy FRC-nek hívnak, és a következő verzió körülbelül 60 láb hosszú lesz.

Az üzemanyagot rövid, apró lökésekben fecskendezik be a készülék mindkét végébe, és egy hurokban folyó elektromos áram korlátozza a plazmát. A mágnesek szekvenciális impulzusokban tüzelnek, és a két végén lévő plazmákat egymillió mérföld/óránál nagyobb sebességgel lövik egymás felé. A plazmák a központi fúziós kamrában egymásba csapódnak, ahol összeolvadnak, és szuperforró sűrű plazmává válnak, amely eléri a 100 millió Celsius fokot. Itt megy végbe a fúzió, amely új energiát generál. A plazmatömörítést elősegítő mágnestekercsek a keletkező energiát is visszanyerik. Ennek az energiának egy részét újrahasznosítják, és a reakciót eredetileg tápláló kondenzátorok újratöltésére használják. A plusz energia a felhasználható elektromosság.  

Kirtley a fúziós gépük lüktetését egy dugattyúhoz hasonlítja.

„Összenyomja az üzemanyagot, nagyon forrón és nagyon intenzíven ég, de csak egy kicsit. És abban a kis impulzusban felszabaduló hőmennyiség több, mint egy állandóan égő nagy máglya” – mondta nekem. "És mivel ez egy impulzus, mivel ez csak egy kis nagy intenzitású impulzus, sokkal kompaktabbá, sokkal kisebbé teheti ezeket a motorokat", ami fontos a költségek alacsonyan tartásához.

Az ötlet valójában nem új. Kirtley szerint ez az 1950-es és 60-as években született. De ez nem volt lehetséges, amíg ki nem fejlesztették a modern tranzisztorokat és félvezetőket. Mind Pihl, mind Kirtley pályafutása során korábban megvizsgálta a fúziót, és nem voltak meggyőződve arról, hogy ez gazdaságilag életképes, amíg el nem jutottak ehhez az FRC-konstrukcióhoz. 

Egy másik árok, amelyet át kell lépni: Ez a kialakítás nagyon ritka üzemanyagot használ. A Hélion megközelítésének üzemanyaga a deutérium, a hidrogén izotópja, amelyet meglehetősen könnyű megtalálni, és a hélium-XNUMX, amely egy nagyon ritka héliumtípus egy plusz neutronnal.

„Régebben azt kellett mondanunk, hogy ki kell menni a világűrbe, hogy hélium-hármat szerezzünk be, mert olyan ritka volt” – mondta Kritley. A fúziós gépük bővítésének lehetővé tétele érdekében a Helion egy módszert is fejleszt a hélium-XNUMX előállítására fúzióval.

Kétségtelen, hogy a Helionnak rengeteg lépése, folyamata és szabályozási akadálya van, mielőtt korlátlan mennyiségű tiszta energiát hozhatna a világba, ahogyan azt szeretné. De amilyen érzés egy hatalmas, nyitott laboratóriumban sétálni – a valaha látott legnagyobb mennyezeti ventilátorokkal – olyan lehetségesnek tűnik, amit korábban soha nem éreztem. Aznap visszatérve a füstbe, nagyon hálás voltam, hogy kaptam egy adag reményt.

De a legtöbben nem a Helion Energy laborban jártak azon a napon. A legtöbb ember bent ragadva ült, vagy kint kockáztatta magát, nem látták a horizontot, nem látták a jövőt, ahol a fúziós gép építése olyan munka, amelyet úgy végeznek, mint egy szerelőt a garázsban. Megkérdeztem Kirtleyt, hogy milyen küzdelmes érzésem támadt a füst miatt, és reménykedtem a fúziós alkatrészek összeszerelésében.

„Az a kognitív disszonancia, amit néha a világban látunk, és amit itt építünk, meglehetősen szélsőséges” – mondta Kirtley.

„Húsz évvel ezelőtt kevésbé voltunk optimisták a fúzióval kapcsolatban.” De most ragyog a szeme, ahogy körbevezet velem a laborban. „Nagyon izgatott vagyok. Nagyon – mondhatni – nagyon energikus leszek.”

Más fiatal tudósok is izgatottak a fúzió miatt. A hét elején, amikor meglátogattam, Kirtley az American Physics Society Department of Plasma Physics konferencián tartott előadást.

„Beszédem végén kisétáltam, és 30-40 ember jött velem, a folyosón pedig csak másfél órát beszélgettünk az iparágról” – mondta. „Óriási volt az izgalom. És sok a fiatalabb mérnökök és tudósok, akik diplomás hallgatók vagy posztdoktorok, vagy pályafutásuk első 10 évében nagyon izgatottak a magánipar tevékenysége miatt.”