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In quanto fonte di energia pulita del futuro, la fusione nucleare ha attirato un’ampia attenzione. Nel 2022, la tecnologia della fusione compatta è stata selezionata come una delle "dieci migliori tecnologie innovative al mondo" dal MIT Technology Review.

La domanda che preoccupa molte persone è: quando verrà commercializzata la fusione nucleare?

Sebbene la sua commercializzazione a breve termine sia ancora impegnativa, il mondo sta promuovendo attivamente lo sviluppo commerciale della fusione nucleare.

Secondo il “2024 Global Fusion Industry Report” pubblicato dalla Fusion Industry Association, l’industria della fusione nucleare ha attirato più di 7,1 miliardi di dollari di investimenti in tutto il mondo. Dal 2023, sono stati erogati più di 900 milioni di dollari in nuovi finanziamenti per sostenere lo sviluppo delle tecnologie legate alla fusione.

Nel rapporto annuale pubblicato dall’associazione nel 2023, il numero delle società globali di fusione nucleare era 43, e questo numero è cresciuto fino a 45 quest’anno. Il sostegno finanziario pubblico governativo è aumentato del 57% rispetto agli ultimi 12 mesi, raggiungendo i 426 milioni di dollari.

Tra i finanziamenti passati di varie società, tre società statunitensi di energia da fusione hanno attirato grande attenzione, tra cui: 100 milioni di dollari di Xcimer Energy, 90 milioni di dollari di SHINE Technologies e 65 milioni di dollari di Helion Energy.

Figura丨Il "2024 Global Fusion Industry Report" pubblicato dalla Fusion Industry Association (Fonte: Fusion Industry Association)

Quando si parla di fusione nucleare, la prima cosa che ci viene in mente è il dispositivo di fusione a confinamento magnetico Tokamak e la fusione nucleare a confinamento inerziale laser.

Il tokamak è un dispositivo a forma di anello originariamente inventato dagli scienziati sovietici negli anni '50. Il dispositivo mantiene il combustibile di fusione a una temperatura sufficientemente elevata per un lungo periodo da formare un plasma, quindi utilizza un campo magnetico per confinare il plasma.

Il campo magnetico è invisibile e intangibile e può esistere stabilmente a temperature elevate di centinaia di milioni di gradi. Una volta raggiunte le condizioni di accensione, il tokamak può continuare a mantenere la reazione finché il plasma non diventa instabile.

Un altro metodo di vincolo comune è il vincolo inerziale del laser, utilizzato dal National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory negli Stati Uniti.

Questo dispositivo irradia contemporaneamente più raggi laser ad alta potenza su una particella di combustibile solido nucleare in un periodo di tempo molto breve, provocandone l'aumento della temperatura, trasformandola in un plasma, innescando un'esplosione e facendo esplodere ulteriormente deuterio e trizio, provocando una reazione a catena. Induce reazioni di fusione nucleare.

Nel 2022, il NIF ha ottenuto per la prima volta un guadagno netto di energia dall’accensione della fusione.

Al contrario, Xcimer Energy afferma di ottenere risultati migliori rispetto a NIF. Ad esempio, generare 10 volte l'energia laser, aumentare l'efficienza di 10 volte e ridurre il costo per joule a un trentesimo del NIF.

Nel mercato cinese, Hanhai Juneng, una startup sulla fusione nucleare fondata nel 2022, ha lanciato il finanziamento angel round.

Inoltre, nell'aprile di quest'anno, è stato completato un finanziamento di 50 milioni di yuan. Gli istituti di investimento provenivano da Huaying Capital, Qiji Chuangtan, Qingzhou Capital e Houshi Capital. Questo round di finanziamento verrà utilizzato per la progettazione fisica e ingegneristica di dispositivi lineari .

Secondo il sito web ufficiale dell'azienda, il suo team principale ha esperienza rilevante nelle scuole nazionali di ricerca e sviluppo e negli istituti di ricerca scientifica nel campo della fusione. Le unità che hanno collaborato includono il Southwest Institute of Physics of the Nuclear Industry della CNNC, l'Istituto di fisica del plasma dei cinesi. L'Accademia delle Scienze, l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina e l'Università della Scienza e della Tecnologia di Huazhong aspettano.

Xiang Jiang, CEO di Hanhai Energy, si è laureato presso l'Università di Scienza e Tecnologia della Cina con una laurea e un dottorato di ricerca, e la sua direzione di ricerca è il dispositivo di fusione a confinamento magnetico Tokamak.

Dopo aver conseguito il dottorato, ha lavorato in un istituto di ricerca scientifica per più di dieci anni e ha accumulato una ricca esperienza nella ricerca sul dispositivo di fusione a confinamento magnetico tokamak e sulla fusione nucleare a confinamento inerziale laser.

Da un punto di vista tecnico, Hanhai Energy Concentration utilizza un dispositivo di fusione nucleare controllato da Field Reversed Configuration (FRC).

Nella FRC, il plasma è confinato all'interno di una struttura ad anello a forma di ciambella e circondato da un campo magnetico. A differenza di altri concetti di confinamento della fusione come tokamak o stellarator, l'intero plasma FRC e il campo magnetico associato formano una struttura autonoma.

Hanhai Energy "spera di essere la Helion Energy cinese". Non ci sono molte informazioni pubbliche sul suo percorso tecnico. Forse potremmo avere qualche riferimento da Helion Energy, una società americana di fusione nucleare con lo stesso percorso tecnico all'estero.

I generatori di fusione di Helion Energy aumentano la temperatura del combustibile di fusione fino a oltre 100 milioni di gradi Celsius ed estraggono direttamente l'energia elettrica in impulsi altamente efficienti. Il deuterio e l'elio-3, utilizzati come combustibile per la fusione nucleare di Helion Energy, vengono gradualmente riscaldati fino allo stato di plasma e i magneti confinano il plasma nella struttura della FRC.

I magneti accelerano quindi i due FRC dalle estremità opposte del dispositivo fino a 1 milione di miglia orarie, facendoli scontrare al centro. Quando la FRC si scontra al centro del sistema, verrà nuovamente compressa da un forte campo magnetico fino al raggiungimento di una temperatura di fusione di oltre 100 milioni di gradi Celsius (9 keV).

Gli ioni deuterio ed elio-3 si muovono abbastanza velocemente a questa temperatura da superare le forze repulsive tra di loro e si verifica una reazione di fusione. Inoltre, viene rilasciata più energia di quella consumata dal processo di fusione. Con la creazione di nuova energia di fusione arriva l’espansione del plasma.

La velocità di sviluppo della fusione nucleare nel mercato cinese non può essere ignorata. Oltre a Hanhai Energy, ci sono stati recenti sviluppi finanziari per altre società commerciali di fusione nucleare.

Ad esempio, a marzo, Xinghuan Juneng ha ricevuto centinaia di milioni di yuan in finanziamenti Pre-A round. A maggio, Fusion New Energy ha ricevuto un finanziamento di serie A, ma l'importo del finanziamento non è stato ancora reso noto. Nel maggio 2023, la società ha completato un round di finanziamento angelico di 1,5 miliardi di yuan.

Negli ultimi due anni, Energy Singularity ha ricevuto finanziamenti angel e Pre-A round di circa 400 milioni di yuan ciascuno. Inoltre, anche ENN Technology Company, una filiale del gruppo ENN, è impegnata a promuovere lo sviluppo della tecnologia della fusione nucleare.

Dalle dinamiche delle società di fusione nucleare nei mercati globale e cinese, possiamo vedere il progresso e il continuo sviluppo della tecnologia di fusione nucleare per quanto riguarda la possibilità che la fusione nucleare possa fornire energia alla rete prima del 2040, e se le varie società di fusione nucleare possano risolvere i problemi di. tecnologia, efficienza energetica, DeepTech presterà molta attenzione a una serie di sfide come il sostegno finanziario.

Riferimenti:

https://www.fusionindustryassociation.org/fia-launches-2024-global-fusion-industry-report/

https://xcimer.energy/xcimer-raises-100-million-to-put-inertial-fusion-energy-on-path-to-commercialization/

https://www.shinefusion.com/

https://www.helionenergy.com/

Supporto: non lo so nel mio sogno

Composizione tipografica: Chu Jiashi

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