گداخت هسته ای تصاویری از راکتورهای غول پیکر یا ردیف هایی از ده ها لیزر بزرگ رو به ذهن میاره. اما رابین لنگتری، هم بنیان گذار و مدیرعامل شرکت Avalanche، فکر می کنه هرچی کوچک تر باشه، بهتره، به خصوص وقتی صحبت از همجوشی هسته ای رومیزی باشه.
توی چند سال گذشته، لنگتری و همکاراش در Avalanche روی همجوشی هسته ای رومیزی کار کردن. لنگتری به تک کرانچ گفت: «ما داریم از اندازه کوچک استفاده می کنیم تا سریع تر یاد بگیریم و سریع تر تغییرات رو اعمال کنیم.»
انرژی گداخت قول داده که اگه محقق ها و مهندس ها بتونن چالش های سخت رو حل کنن، مقادیر زیادی گرما و برق پاک برای دنیا تامین کنه. در اصل، هدف انرژی گداخت اینه که قدرت خورشید رو مهار کنه. این هدف هم برای راکتورهای بزرگ و هم برای پروژه هایی مثل همجوشی هسته ای رومیزی صادق است. برای این کار، استارتاپ های گداخت باید راهی پیدا کنن که پلاسما رو به اندازه کافی گرم و فشرده کنن تا اتم های داخل این مخلوط با هم ترکیب بشن و در این فرآیند انرژی آزاد کنن.
گداخت صنعتیه که به سخت گیر بودن معروفه. فیزیکش چالش برانگیزه، علم موادش خیلی پیشرفته ست و نیاز به انرژی اش می تونه سرسام آور باشه. اما پروژه هایی مانند همجوشی هسته ای رومیزی تلاش می کنند تا این چالش ها را در مقیاس کوچکتر حل کنند. قطعات باید با دقت بالا تراش داده بشن و مقیاس کار معمولا اون قدر بزرگه که اجازه آزمایش های سریع و پشت سرهم رو نمی ده.
بعضی شرکت ها مثل Commonwealth Fusion Systems (CFS) از آهنرباهای بزرگ برای نگه داشتن پلاسما توی یه توکامکِ دونات شکل استفاده می کنن؛ بقیه هم گلوله های سوخت رو با شلیک لیزرهای قدرتمند فشرده می کنن. اما Avalanche برای دستیابی به همجوشی هسته ای رومیزی از جریان الکتریکی با ولتاژ بسیار بالا استفاده می کنه تا ذرات پلاسما رو به مداری دور یه الکترود بکشونه. (البته از چندتا آهنربا هم برای نظم دادن به اوضاع استفاده می کنه، هرچند که اصلا به قدرت آهنرباهای توکامک نیستن.) همین طور که مدار تنگ تر می شه و سرعت پلاسما بالا می ره، ذرات شروع می کنن به برخورد با هم و با هم ادغام می شن.
این روش برای توسعه همجوشی هسته ای رومیزی نظر بعضی سرمایه گذارها رو جلب کرده. Avalanche به تازگی 29 میلیون دلار دیگه توی یه دور سرمایه گذاری به رهبری R.A. Capital Management و با مشارکت 8090 Ventures، Congruent Ventures، Founders Fund، Lowercarbon Capital، Overlay Capital و Toyota Ventures جذب کرده. تا به امروز، این شرکت 80 میلیون دلار از سرمایه گذارها جمع کرده که توی دنیای گداخت مبلغ نسبتا کمیه. شرکت های دیگه چند صد میلیون تا چند میلیارد دلار جذب سرمایه داشتن.
الهام گرفتن از فضا برای همجوشی هسته ای رومیزی
زمانی که لنگتری توی شرکت فناوری فضایی Blue Origin (که تحت حمایت جف بزوسه) کار می کرد، تجربیات ارزشمندی مشابه پروژه های تولید و تجاری سازی دارو در فضا کسب کرد که روی نحوه برخورد Avalanche با این مسئله تاثیر گذاشته است.
لنگتری که با هم بنیان گذارش برایان ریوردان در Blue Origin کار می کرده، گفت: «ما متوجه شدیم که با استفاده از این نوع رویکردِ “فضای جدید” به سبک اسپیس اکس، می شه خیلی سریع تغییرات رو تست کرد، خیلی سریع یاد گرفت و بعضی از این چالش ها رو حل کرد.»
کوچک تر کردن دستگاه برای همجوشی هسته ای رومیزی به Avalanche اجازه داد که سرعتش رو بالا ببره. این شرکت تغییرات روی دستگاه هاش رو «گاهی دو بار در هفته» آزمایش می کنه؛ چیزی که با یه دستگاه بزرگ، چالش برانگیز و هزینه بر بود.
در حال حاضر، قطر راکتور همجوشی هسته ای رومیزی Avalanche فقط 9 سانتی متره، اما لنگتری گفته که نسخه جدید به 25 سانتی متر می رسه و انتظار می ره حدود 1 مگاوات برق تولید کنه. اون گفت: «این کار باعث می شه زمان محبوس سازی پلاسما به مقدار قابل توجهی افزایش پیدا کنه و این طوریه که در واقع می تونیم به پلاسماهایی برسیم که شانس Q>1 شدن رو دارن.» (در گداخت، Q به نسبت توان ورودی به توان خروجی گفته می شه. وقتی این نسبت بیشتر از یک باشه، می گن دستگاه گداخت از نقطه سر به سر عبور کرده.)
این آزمایش ها در FusionWERX متعلق به Avalanche انجام می شه؛ یه مرکز آزمایش تجاری که این شرکت اون رو به رقبا هم اجاره می ده. تا سال 1406، این سایت مجوز کار با تریتیوم رو دریافت می کنه؛ ایزوتوپی از هیدروژن که به عنوان سوخت استفاده می شه و برای برنامه های خیلی از استارتاپ های گداخت جهت تولید برق برای شبکه، حیاتیه پیوند دیگر را هم اینجا قرار دهید.
لنگتری تاریخ دقیقی رو برای زمانی که امیدوار بود Avalanche بتونه بیشتر از برقی که دستگاه های گداختش مصرف می کنن، انرژی تولید کنه (که یه نقطه عطف کلیدی در این صنعته) مشخص نکرد. اما فکر می کنه شرکتش توی بازه زمانی مشابهی با رقبایی مثل CFS و Helion (که تحت حمایت سام آلتمنه) قرار داره. اون گفت: «فکر می کنم بین سال های 1406 تا 1408، اتفاقات خیلی هیجان انگیزی توی حوزه گداخت بیفته.»
آینده انرژی جهان به موفقیت پروژه هایی وابسته است که بتوانند از مرزهای دانش فعلی عبور کنند. تلاش برای کوچک سازی راکتورها و دسترسی به فناوری های نوین می تواند مسیر رسیدن به برق ارزان و بی پایان را هموارتر کرده و چهره صنعت انرژی را برای همیشه تغییر دهد.
Avalanche thinks the fusion power industry should think smaller
