Cambridge, Massachusetts merkezli girişim Cambridge Heavy Industries, genellikle büyük endüstriyel tesisler ile geniş lazer veya mıknatıs dizileriyle ilişkilendirilen füzyon sistemlerinin boyutunu küçültme girişimi kapsamında masaüstüne sığabilecek deneysel bir nükleer füzyon cihazı geliştiriyor.
Şirket, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün (MIT) yakınındaki küçük bir laboratuvarda gizlilik içinde faaliyet gösteriyor. Kurucu ortak ve CEO Yon Kai, TechCrunch ile yaptığı görüşme sırasında sistemin bileşenlerini tanıttı. Tasarım, bir yakıt hedefini sıkıştırmak için lazer kullanıyor; ancak atalet hapsi tasarımlarının bazılarındaki sistemlere kıyasla daha az lazer ışını kullanıyor.
Daha küçük tasarım ve daha fazla deney
Sistem, ateşleme sürecini başlatmak için iki ana lazer kullanıyor. Bunlardan biri, ışığı düz ve dairesel bir yakıt hedefine eşmerkezli halkalar hâlinde gönderen birkaç ışın hattına ayrılıyor. Işık, dıştan içe doğru ilerleyen ve art arda gerçekleşen bir zamanlamayla gönderiliyor. İlk halka merkeze doğru ilerleyen bir basınç dalgası başlatıyor; sonraki halkalar da doğru anda bu dalgayı güçlendiriyor.
Şok dalgası hedefin merkezine ulaştığında diğer lazer, ısı ve manyetik alan oluşturan bir darbe yayıyor. Kai'ye göre tasarım, nispeten düşük lazer gücüyle yüksek basınçlar oluşturabiliyor. Bu fikir, MIT'deki Keith Nelson Laboratuvarı'nın aşırı koşullar altında malzemeleri incelemeye yönelik araştırmalarından geliştirildi.
Kai, ünitenin küçük olmasının deneyleri ve değişiklikleri hızlandırdığını düşünüyor. Şirket günde 50 ila 80 deney ya da darbe gerçekleştirmeyi hedefliyor. Elde edilen veriler, tasarımı iyileştirmek için yapay zekâ kullanan simülasyon süreçlerini besleyecek.
Finansman ve büyüme planı
Cambridge Heavy Industries kısa süre önce Azolla Ventures'ın liderlik ettiği, Overlay, Neta Foundation, P3A, MassCEC ve Rothrock ailesinin katıldığı tohum finansmanı turunda 6,2 milyon dolar topladı.
Şirket, yaklaşık on yıl içinde bu konsepte dayalı bir enerji santrali geliştirmeyi planlıyor. Santral mevcut masaüstü prototipten daha büyük, ancak diğer bazı füzyon tesislerinden daha küçük olacak. Kai, santralin boyutunu yaklaşık iki basketbol sahası kadar tahmin ediyor. Temel test, tasarımın kullanılabilir bir santrali desteklemeye yetecek kadar enerji üretip üretemeyeceği olacak.
Erken ticari yol olarak trityum
Elektrik üretim santraline ulaşmadan önce şirket, daha küçük cihazlarını çoğu geliştirilmekte olan füzyon santralinde yakıt olarak kullanılan, hidrojenin nadir bir izotopu olan trityumu üretmek için kullanmayı planlıyor. Trityumun gramı yaklaşık 30 bin dolar değerinde ve şu anda yalnızca yaklaşık 40 kilogram trityum bulunuyor.
Her santral yılda gramlarla ifade edilen sınırlı miktarlara ihtiyaç duyuyor. Ancak yakın tarihli bir çalışma, yeni kaynaklar ortaya çıkmadığı takdirde 2054 yılında yaklaşık 28 kilogramlık bir açık yaşanacağını öngörüyor. Bu miktar, mevcut fiyatlara göre yaklaşık 840 milyon dolara denk geliyor. Diğer füzyon şirketleri, reaktörlerinin trityum ihtiyaçlarını büyük ölçüde kendilerinin karşılamasını sağlayacak yakıt sistemleri üzerinde çalışıyor; ancak bu sistemlerin geliştirilmesi on yıla kadar sürebilir.
Bu haber neden önemli?
Masaüstü prototipi henüz ticari ölçekte elektrik üretme kapasitesini kanıtlamış değil. Ayrıca küçük deneylerden bir santrale geçiş, tasarımın ölçeklendirilmesini ve enerji açısından uygulanabilirliğinin kanıtlanmasını gerektiriyor. Bununla birlikte yaklaşım, geliştirme için iki net yol sunuyor: küçük bir cihaz aracılığıyla veri toplamayı hızlandırmak ve füzyon santralleri yaygınlaşmadan önce trityum kıtlığını sektörün altyapısal bir sorunu olarak ele almaya çalışmak. Sistemin pratikte füzyon gerçekleştirme kapasitesi ve ölçeklendirme ekonomisiyle ilgili sorular ise hâlâ açık.