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Como fuente de energía limpia en el futuro, la fusión nuclear ha atraído una atención generalizada. En 2022, MIT Technology Review seleccionó la tecnología de fusión compacta como una de las "Diez tecnologías más innovadoras del mundo".

La pregunta que preocupa a mucha gente es: ¿cuándo se comercializará la fusión nuclear?

Aunque su comercialización a corto plazo sigue siendo un desafío, el mundo está promoviendo activamente el desarrollo comercial de la fusión nuclear.

Según el "Informe sobre la industria de la fusión global 2024" publicado por la Asociación de la Industria de la Fusión, la industria de la fusión nuclear ha atraído más de 7.100 millones de dólares en inversiones en todo el mundo. Desde 2023, se han inyectado más de 900 millones de dólares en nuevos fondos para apoyar el desarrollo de tecnologías relacionadas con la fusión.

En el informe anual publicado por la asociación en 2023, el número de empresas mundiales de fusión nuclear era 43, y este número ha aumentado a 45 este año. El apoyo a la financiación pública del gobierno aumentó un 57% en comparación con los últimos 12 meses, alcanzando los 426 millones de dólares.

Entre las financiaciones pasadas de varias empresas, tres empresas estadounidenses de energía de fusión han atraído gran atención, entre ellas: los 100 millones de dólares de Xcimer Energy, los 90 millones de dólares de SHINE Technologies y los 65 millones de dólares de Helion Energy.

Figura 丨El "Informe global de la industria de la fusión 2024" publicado por la Fusion Industry Association (Fuente: Fusion Industry Association)

Cuando se trata de fusión nuclear, lo primero que nos viene a la mente es el dispositivo de fusión por confinamiento magnético Tokamak y la fusión nuclear por confinamiento inercial con láser.

Un tokamak es un dispositivo con forma de anillo inventado originalmente por científicos soviéticos en la década de 1950. El dispositivo mantiene el combustible de fusión a una temperatura lo suficientemente alta durante un tiempo prolongado para formar un plasma y luego utiliza un campo magnético para confinar el plasma.

El campo magnético es invisible e intangible y puede existir de manera estable a altas temperaturas de cientos de millones de grados. Una vez que se alcanzan las condiciones de ignición, el tokamak puede continuar manteniendo la reacción hasta que el plasma se vuelva inestable.

Otro método de restricción común es la restricción inercial por láser, que utiliza la Instalación Nacional de Ignición (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos.

Este dispositivo irradia múltiples rayos láser de alta potencia sobre una partícula sólida de combustible nuclear al mismo tiempo en muy poco tiempo, lo que hace que su temperatura aumente, convirtiéndola en plasma, provocando una explosión y detonando aún más deuterio y tritio, lo que resulta en una reacción en cadena. Induce reacciones de fusión nuclear.

En 2022, el NIF logró por primera vez una ganancia neta de energía gracias a la ignición por fusión.

Por el contrario, Xcimer Energy afirma lograr mejores resultados que NIF. Por ejemplo, genere 10 veces la energía del láser, aumente la eficiencia 10 veces y reduzca el costo por julio a una trigésima parte del NIF.

En el mercado chino, Hanhai Juneng, una startup de fusión nuclear fundada en 2022, lanzó una ronda de financiación ángel.

Además, en abril de este año se completó una financiación de 50 millones de yuanes. Las instituciones de inversión provinieron de Huaying Capital, Qiji Chuangtan, Qingzhou Capital y Houshi Capital. Esta ronda de financiación se utilizará para el diseño físico y de ingeniería de dispositivos lineales. .

Según el sitio web oficial de la compañía, su equipo central tiene experiencia relevante en escuelas nacionales de I+D e institutos de investigación científica en el campo de la fusión. Las unidades que cooperan incluyen el Instituto de Física de la Industria Nuclear del Suroeste de CNNC y el Instituto de Física del Plasma de China. La Academia de Ciencias, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong esperan.

Xiang Jiang, director ejecutivo de Hanhai Energy, se graduó de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China con una licenciatura y un doctorado, y su dirección de investigación es el dispositivo de fusión por confinamiento magnético Tokamak.

Después de recibir su doctorado, trabajó en un instituto de investigación científica durante más de diez años y acumuló una rica experiencia en la investigación del dispositivo de fusión por confinamiento magnético tokamak y la fusión nuclear por confinamiento inercial con láser.

Desde una perspectiva técnica, Hanhai Energy Concentration utiliza un dispositivo de fusión nuclear controlado por configuración invertida de campo (FRC).

En FRC, el plasma está confinado dentro de una estructura de anillo en forma de rosquilla y rodeado por un campo magnético. A diferencia de otros conceptos de confinamiento por fusión, como el tokamak o el stellarator, todo el plasma FRC y su campo magnético asociado forman una estructura autónoma.

Hanhai Energy "espera ser la Helion Energy de China". No hay mucha información pública sobre su trayectoria técnica. Es posible que obtengamos alguna referencia de Helion Energy, una empresa estadounidense de fusión nuclear con la misma trayectoria técnica en el extranjero.

Los generadores de fusión de Helion Energy aumentan la temperatura del combustible de fusión a más de 100 millones de grados Celsius y extraen directamente energía eléctrica en pulsos altamente eficientes. El deuterio y el helio-3, como combustible de la fusión nuclear de Helion Energy, se calientan gradualmente hasta un estado de plasma y los imanes confinarán el plasma a la estructura del FRC.

Luego, los imanes aceleran los dos FRC desde los extremos opuestos del dispositivo a 1 millón de mph, lo que hace que colisionen en el centro. Cuando el FRC colisione en el centro del sistema, será comprimido nuevamente por un fuerte campo magnético hasta alcanzar una temperatura de fusión de más de 100 millones de grados Celsius (9 keV).

Los iones de deuterio y helio-3 se mueven lo suficientemente rápido a esta temperatura como para superar las fuerzas repulsivas entre ellos y se produce una reacción de fusión. Y se libera más energía de la que se consume en el proceso de fusión. Con la creación de nueva energía de fusión viene la expansión del plasma.

No se puede ignorar la velocidad de desarrollo de la fusión nuclear en el mercado chino. Además de Hanhai Energy, recientemente se han producido avances financieros para otras empresas comerciales de fusión.

Por ejemplo, en marzo, Xinghuan Juneng recibió cientos de millones de yuanes en financiación de la ronda Pre-A. En mayo, Fusion New Energy recibió financiación Serie A, pero el monto de la financiación aún no se ha revelado. En mayo de 2023, la compañía completó una ronda ángel de financiación de 1.500 millones de yuanes.

En los últimos dos años, Energy Singularity ha recibido financiación ángel y ronda Pre-A de aproximadamente 400 millones de yuanes cada una. Además, ENN Technology Company, una filial del Grupo ENN, también se compromete a promover el desarrollo de la tecnología de fusión nuclear.

A partir de la dinámica de las empresas de fusión nuclear en los mercados global y chino, podemos ver el progreso y el desarrollo sostenible de la tecnología de fusión nuclear. En cuanto a si la fusión nuclear puede proporcionar energía a la red antes de 2040, si varias empresas de fusión nuclear pueden resolver los problemas de. Tecnología, eficiencia energética, DeepTech prestará mucha atención a una serie de desafíos, como el apoyo financiero.

Referencias:

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/

Soporte: No lo sé en mi sueño.

Composición tipográfica: Chu Jiashi

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