A fúziós energia mindig is egyfajta ellentmondás volt. Maga a fúzió viszonylag „egyszerű” – például egy egyetemista 2024 őszén egy egyszerű fúziós berendezést épített a saját hálószobájában –, de az ebből származó villamos energia kinyerése már nagyságrendekkel nehezebb.
„Olyan fúziós reaktor, ami energiát termel, már sok létezik” – mondta Daniel Velásquez, az Avalanche Energy anyagtudományi vezetője. „Olyan fúziós reaktor, ami villamos energiát is termel, az már egy másik szint.” Jelenleg itt toporog az iparág. A fúziós reakciók hatalmas energiát szabadítanak fel azáltal, hogy két könnyebb atom egyesül egy nehezebbé. Az energia hasznosítása azonban nehéznek bizonyul. A legelterjedtebb módszer a víz felmelegítése és gőzturbina meghajtása, de ez nem túl hatékony, legfeljebb 60% körüli hatásfokkal működik.
Az Avalanche Energy szerint több energiát lehetne kinyerni új anyagok, úgynevezett radiovoltaikus eszközök fejlesztésével. Ezek hasonlóak a fotovoltaikus rendszerekhez (napelemekhez), mivel félvezetők segítségével alakítják át a sugárzást villamos energiává. Bár már régóta léteznek ilyen konstrukciók, eddig nem voltak túl hatékonyak: a sugárzás, amit hasznosítani próbálnak, gyakran károsítja őket, és viszonylag kevés áramot termelnek.
A vállalat nemrég 5,2 millió dolláros szerződést nyert el a DARPA-tól új radiovoltaikus technológiák fejlesztésére.
A Pentagon kutatási ügynöksége ezeket az anyagokat egy új típusú nukleáris akkumulátorban szeretné alkalmazni, amelyek radioaktív bomlást (például a polóniumét) használnak villamos energia előállítására. Az ilyen eszközök évekig képesek lehetnek űreszközöket és műholdakat működtetni, illetve nagyobb energiaigényű katonai alkalmazásokban is használhatók lennének akár napokon át – különösen autonóm rendszerek vagy logisztikailag nehezen ellátható küldetések esetén.
Ez ugyan nem teljesen az Avalanche fő célja, de a DARPA-projekt több ponton is kapcsolódik a vállalat hosszú távú terveihez. Egyrészt mind a fúziós reakciók, mind a nukleáris akkumulátorok alfa-részecskéket termelnek. Ezek nagy energiájú sugárzási formák, amelyek képesek károsítani különféle berendezéseket, akár egy reaktor falát is. Másrészt az Avalanche egy asztali méretű fúziós reaktoron dolgozik, amely kiválthatná a dízelgenerátorokat távoli katonai bázisokon.
Ha a vállalat képes új radiovoltaikus megoldást fejleszteni nukleáris akkumulátorokhoz, ezt a tudást felhasználhatja egy új reaktoralkatrész létrehozására is. Egy ilyen burkolat képes lenne elnyelni az alfa-részecskéket, így egyszerre védené a reaktort és növelné az előállított villamos energia mennyiségét. Az Avalanche emellett 1,25 millió dolláros támogatást kapott az amerikai légierő AFWERX kutatólaborjától is, hogy számítási módszerekkel gyorsítsa fel az anyagkutatást.
A fúziós startupok jelenleg egy kulcsfontosságú mérföldkő, az úgynevezett „breakeven” (Q>1) eléréséért versenyeznek. Ez azt jelenti, hogy a fúziós reakció több energiát termel, mint amennyit a fenntartása igényel. Ha az alfa-részecskék energiáját közvetlenül villamos energiává lehetne alakítani, az jelentősen megkönnyíthetné a kereskedelmi fúziós energia megvalósítását.
Az Avalanche nincs egyedül: több vállalat is olyan reaktorokon dolgozik, amelyek alfa-részecskéket termelnek. Ha sikerrel jár, a cég akár más fúziós vállalatok beszállítójává is válhat.
Forrás: https://techcrunch.com
