Test Helical Fusion w 2027 roku i brytyjskie 59 megadżuli

Helical Fusion, japoński startup, zapowiada, że w 2027 roku zacznie wstępne testy zasilania swojego reaktora demonstracyjnego. Firma ujawniła ten harmonogram 29 września, gdy otworzyła plac budowy przed dziennikarzami. Pisze o tym The Asahi Shimbun.

Maszyna Helix HARUKA stoi w Narodowym Instytucie Nauki o Fuzji (NIFS) w Toki, w prefekturze Gifu. To pierwszy japoński zintegrowany reaktor pilotowy oparty na podejściu helikalnym, czyli na konstrukcji, która skręca linie pola magnetycznego, żeby utrzymać plazmę. Budowa pierwszej cewki spiralnej zaczęła się na początku tego roku i jest już w dużej mierze gotowa. To obietnica na najbliższe lata. Dalsza perspektywa jest ostrożniejsza. Helical Fusion podała, że jeśli testy pierwszego etapu się powiodą, zainstaluje drugą cewkę i główne podzespoły, w tym ścianę z ciekłego metalu. Testy zasilania gotowego zintegrowanego obiektu zaplanowano na około 2030 rok.

Prezes firmy Takaya Taguchi powiedział dziennikarzom, że celem jest zbudowanie komercyjnej elektrowni już w latach czterdziestych. Dodał, że przeszkody nie kończą się na inżynierii, i wymienił koszty, bezpieczeństwo oraz tempo budowy.

Helical Fusion jest jedynym prywatnym spadkobiercą technologii fuzji helikalnej rozwijanej w NIFS, jednym z największych ośrodków badawczych nad fuzją na świecie. W 2025 roku firma zakończyła test wydajności cewki z wysokotemperaturowego nadprzewodnika (HTS). Odtworzyła środowisko magnetyczne wnętrza urządzenia fuzyjnego i uzyskała stabilny przepływ prądu w warunkach nadprzewodnictwa, co nazwała pierwszym takim wynikiem na świecie. Jak twierdzi spółka, ten rezultat usunął kluczową przeszkodę w produkcji zintegrowanego reaktora demonstracyjnego.

Pytanie o moc wyjściową

Branży wciąż brakuje maszyny, która wytwarza więcej energii, niż zużywa. Najczęściej cytowany punkt odniesienia pochodzi sprzed doniesień z tego tygodnia. Joint European Torus (JET) pod Abingdon w Oxfordshire wygenerował około 59 megadżuli, czyli 11 megawatów energii, w pięciosekundowym wybuchu. London Daily podał tę wartość i zauważył, że eksperyment i tak zużył więcej energii na wywołanie reakcji, niż sama reakcja uwolniła.

Profesor Ian Chapman, dyrektor generalny brytyjskiej Agencji Energii Atomowej, która współfinansuje JET i nim zarządza, nazwał wyniki przełomem. Profesor Ian Fells z Uniwersytetu w Newcastle określił 59 megadżuli energii cieplnej w ciągu pięciu sekund mianem kamienia milowego w badaniach nad fuzją. Profesor Sue Ions, inżynierka jądrowa i członkini Królewskiej Akademii Inżynierii, powiedziała, że wyniki dają przekonanie, iż warto zabiegać o energię z fuzji. Wszystkie trzy wypowiedzi pochodzą z relacji London Daily.

Skalę warto mieć w głowie. JET podgrzewa deuter i tryt do 150 000 000 stopni Celsjusza, tworząc plazmę około 10 razy gorętszą od Słońca. To właśnie ta reakcja dała 59 megadżuli. HARUKA od Helical Fusion jest znacznie mniejszym krokiem, a jej własna maszyna następcza o mocy 50 MW, HELIX KANATA, pozostaje planem inwestycyjnym na lata trzydzieste.

Pieniądze ruszają się szybciej niż fizyka

Zapowiedzi finansowania publicznego i prywatnego przyszły serią. Rząd Japonii uznał energię fuzyjną za jeden z 17 sektorów strategicznych. Do roku obrachunkowego 2040 planuje zainwestować 3 100 000 000 000 jenów, czyli około 19 700 000 000 dolarów, ze środków publicznych i prywatnych. Podaje to Asahi. Premier Sanae Takaichi jest określana jako zdecydowana zwolenniczka branży.

W Stanach Zjednoczonych, jak pisze The Fusion Report, Zoe Lofgren, najwyższa przedstawicielka mniejszości w Komisji Nauki Izby Reprezentantów, i Jay Obernolte, przewodniczący podkomisji, przedstawili ponadpartyjny projekt ustawy American Leadership in Fusion Act. Ustawa przewidywałaby 10 000 000 000 dolarów na komercjalizację energii fuzyjnej. W tym 3 800 000 000 dolarów na obiekty testowe dla materiałów i cyklu paliwowego, 3 000 000 000 dolarów na nowy program demonstracyjny oparty na kamieniach milowych i 2 000 000 000 dolarów na istniejący program kamieni milowych.

Ten sam portal podaje, że chińska grupa ENN rozpoczęła budowę Helong-2, platformy fuzji wodorowo-borowej w prowincji Hebei. Eksperymenty mają ruszyć do końca 2027 roku, a pierwsza energia z fuzji wodorowo-borowej jest planowana na 2030 rok. Proxima Fusion i kraj związkowy Dolna Saksonia zgodziły się zbudować pierwszą w Europie wielkoskalową fabrykę taśmy HTS klasy fuzyjnej. Na dwa pierwsze etapy do 2029 roku zaplanowano około 140 000 000 euro, a 21 000 000 euro zadeklarował land.

Za tym idą umowy w łańcuchu dostaw. Commonwealth Fusion Systems złożył u Fujikury największe pojedyncze zamówienie na taśmę HTS, podaje strona informacyjna spółki, i pozyskał kolejny 1 000 000 000 dolarów. Łącznie firma zebrała 4 000 000 000 dolarów kapitału. Podpisała też umowę o współpracy badawczej z A*STAR w Singapurze i jako pierwsza spółka fuzyjna złożyła wniosek do PJM Interconnection, największego hurtowego rynku energii elektrycznej w USA.

Nie każda liczba wskazuje w tę samą stronę. The Fusion Report zauważa, że podejścia aneutronowe, takie jak D-He3 wspierane przez Helion Energy i p-B11 planowane przez TAE Technologies, Marvel Fusion i HB11 Energy, mogą korzystać z tego samego cyklu termicznego albo z bezpośredniej konwersji energii. Bezpośrednią konwersję już pokazano, ale nie jest gotowa do produkcji. W fuzji D-T neutron o energii 14,1 MeV niesie około 80% całkowitej energii do płaszcza termicznego. Tam ciepło napędza turbinę i generator, mechanizm stosowany od ponad 140 lat.

Zatrudnienie pokazuje ten zwrot. The Fusion Report opisuje powołanie Sama Crisafulliego na stanowisko głównego inżyniera systemów w firmie Inertia po 29 latach doświadczenia na kierowniczych i wykonawczych stanowiskach, w tym 12 latach w grupie generowania plazmy i kontroli energii w ASML. To przykład przejść z sektorów półprzewodników, lotnictwa, rozszczepiania, przetwórstwa chemicznego, LNG i energetyki.

Nic z tego nie zmienia głównej niepewności. Siedemdziesiąt lat badań nie dało jeszcze reaktora opłacalnego komercyjnie, jak zauważyło Asahi w swoim tekście. Test Helical Fusion w 2027 roku to test zasilania, nie kamień milowy elektrowni. Sam prezes spółki wymienia koszty, bezpieczeństwo i tempo budowy obok problemów technicznych. Na razie rekord należy do JET i jego 59 megadżuli, a najnowsze zobowiązanie to data 2027 w ośrodku w prefekturze Gifu.