”vi kringgår alla de vetenskapliga utmaningar som har hållit fusionsenergi tillbaka i mer än ett halvt sekel”, säger direktören för ett australiskt företag som hävdar att dess väte-borfusionsteknik redan fungerar en miljard gånger bättre än väntat.
HB11 Energy är ett spin-out-företag som har sitt ursprung vid University of New South Wales, och det tillkännagav idag en swag av patent genom Japan, Kina och USA som skyddar sitt unika tillvägagångssätt för fusionsenergiproduktion.
Fusion är naturligtvis den efterlängtade rena, säkra teoretiska lösningen på mänsklighetens energibehov. Det är hur solen själv gör de stora mängder energi som har drivit livet på vår planet fram till nu. Där kärnklyvning-splittringen av atomer för att frigöra energi – har visat sig otroligt kraftfull men vansinnigt destruktiv när saker går fel, lovar fusion pålitlig, säker, låg kostnad, grön energiproduktion utan risk för radioaktiv smältning.
det har bara alltid varit 20 år borta från att vara 20 år borta. Ett antal projekt med flera miljarder dollar driver långsamt framåt, från Max Planck-institutets Vansinnigt komplexa Wendelstein 7-X stellerator till 35-nationens Iter Tokamak-projekt, och de flesta förlitar sig på en deuterium-tritium termonukleär fusionsmetod som kräver skapandet av löjligt heta temperaturer, mycket varmare än solens yta, upp till 15 miljoner grader Celsius (27 miljoner grader Fahrenheit). Det är här hb11: s teknik tar en skarp vänstersväng.
resultaten av årtionden av forskning av Emeritus Professor Heinrich Hora, hb11: s tillvägagångssätt för fusion eliminerar sällsynta, radioaktiva och svåra bränslen som tritium helt och hållet – liksom de otroligt höga temperaturerna. Istället använder den rikligt väte och bor B-11, med exakt tillämpning av några mycket speciella lasrar för att starta fusionsreaktionen.
så här beskriver HB11 sitt ”bedrägligt enkla” tillvägagångssätt: designen är ” en i stort sett Tom metallsfär, där en måttligt stor hb11-bränslepellet hålls i mitten, med öppningar på olika sidor för de två lasrarna. En laser etablerar det magnetiska inneslutningsfältet för plasma och den andra lasern utlöser fusionskedjereaktionen ’lavin’. Alfapartiklarna som genereras av reaktionen skulle skapa ett elektriskt flöde som kan kanaliseras nästan direkt till ett befintligt elnät utan behov av en värmeväxlare eller ångturbingenerator.”
Hb11: s verkställande direktör Dr. Warren McKenzie klargör via telefon: ”Många fusionsexperiment använder lasrarna för att värma upp saker till galna temperaturer – det är vi inte. Vi använder lasern för att massivt accelerera väte genom borprovet med hjälp av icke-linjär Tvingad. Man kan säga att vi använder väte som en pil, och hoppas att träffa en bor, och om vi träffar en, kan vi starta en fusionsreaktion. Det är kärnan i det. Om du har en vetenskaplig uppskattning av temperaturen är det i huvudsak hastigheten på atomer som rör sig runt. Att skapa fusion med temperatur är i huvudsak slumpmässigt rörliga atomer runt, och hoppas att de kommer att träffa varandra, är vårt tillvägagångssätt mycket mer exakt.”
”väte/borfusion skapar ett par heliumatomer”, fortsätter han. ”De är nakna heliums, de har inte elektroner, så de har en positiv laddning. Vi måste bara samla in den avgiften. I huvudsak är bristen på elektroner en produkt av reaktionen och den skapar direkt strömmen.”
lasrarna själva förlitar sig på banbrytande ”Chirped Pulse Amplification”-teknik, vars utveckling vann sina uppfinnare 2018 Nobelpriset i fysik. Mycket mindre och enklare än någon av högtemperaturfusionsgeneratorerna, säger HB11 att dess generatorer skulle vara kompakta, rena och säkra nog att bygga i stadsmiljöer. Det finns inget kärnavfall involverat, ingen överhettad ånga och ingen chans att smälta.
”det här är helt nytt”, berättar professor Hora. ”10-petawatt effektlaserpulser. Det har visat sig att du kan skapa fusionsförhållanden utan hundratals miljoner grader. Detta är helt ny kunskap. Jag har arbetat med hur man åstadkommer detta i mer än 40 år. Det är ett unikt resultat. Nu måste vi övertyga fusionsfolket – det fungerar bättre än dagens hundra miljoner graders termiska jämviktsgeneratorer. Vi har något nytt till hands för att göra en drastisk förändring i hela situationen. En ersättning för kol som vår energikälla. En radikal ny situation och ett nytt hopp för energi och klimat.”
säger Hora, experiment och simuleringar på den laserutlöst kedjereaktionen returnerar reaktionshastigheter en miljard gånger högre än förutsagt. Denna kaskad lavin av reaktioner är ett viktigt steg mot det ultimata målet: skörda mycket mer energi från reaktionen än du lägger in. De extraordinära tidiga resultaten leder till att HB11 tror att företaget ” står en stor chans att nå målet om nettoenergivinst långt före andra grupper.”
”eftersom vi inte försöker värma bränslen till omöjligt höga temperaturer, undviker vi alla vetenskapliga utmaningar som har hållit fusionsenergi tillbaka i mer än ett halvt sekel”, säger Dr McKenzie. ”Det betyder att vår färdplan för utveckling kommer att bli mycket snabbare och billigare än någon annan fusionsmetod. Vet du vad som är fantastiskt? Heinrich är i åttiotalet. Han kallade detta på 1970-talet, han sa att detta skulle vara möjligt. Det är bara möjligt nu eftersom dessa helt nya lasrar kan göra det. Det, i mitt sinne, är fantastiskt.”
Dr McKenzie kommer dock inte att dras på hur lång tid det kommer att vara innan väte-borreaktorn är en kommersiell verklighet. ”Tidslinjefrågan är en knepig fråga”, säger han. ”Jag vill inte vara ett skrattlager genom att lova att vi kan leverera något om 10 år och sedan inte komma dit. Första steget är att sätta upp läger som företag och komma igång. Första milstolpen visar reaktionerna, vilket borde vara lätt. Andra milstolpen är att få tillräckligt med reaktioner för att visa en energivinst genom att räkna mängden helium som kommer ut ur en bränslepellet när vi har de två lasrarna som arbetar tillsammans. Det ger oss all vetenskap vi behöver för att konstruera en reaktor. Så den tredje milstolpen är att föra samman allt och demonstrera ett reaktorkoncept som fungerar.”
det här är stora saker. Om billig, ren och säker fusionsenergi verkligen skulle uppnås skulle det vara ett extraordinärt steg framåt för mänskligheten och en stor del av svaret för våra framtida energibehov. Och om det skulle uppnås utan Vansinnigt heta temperaturer är inblandade, människor skulle vara ännu bekvämare att ha det nära sina hem. Vi kommer att hålla ett öga på de här killarna.
