Pacific Fusion encontra uma maneira mais barata de fazer seu reator de fusão funcionar

A maior questão da energia de fusão permanece sem resposta: como garantir que o custo para iniciar a reacção de fusão não seja superior ao preço a que se pode vender a energia?

Muitas pessoas têm ideias, mas ninguém as decifrou ainda. A Commonwealth Fusion Systems, por exemplo, está suficientemente confiante de que está a construir um enorme reactor que custa várias centenas de milhões de dólares. Mas o dispositivo não será ligado até o próximo anodeixando a pergunta sem resposta por enquanto.

Outras empresas que foram fundadas mais recentemente pensam que têm hipóteses de construir uma central de energia de fusão por menos, incluindo Fusão do Pacíficoque anunciou hoje os resultados de uma série de experimentos realizados no Laboratório Nacional Sandia que, segundo ela, eliminarão algumas partes dispendiosas de sua abordagem. A empresa compartilhou os resultados com exclusividade com o TechCrunch.

A energia de fusão promete gerar grandes quantidades de eletricidade 24 horas por dia, 7 dias por semana e fornecê-la de uma forma que é familiar aos operadores de rede atuais. A maioria das startups de fusão tem como meta o início ou meados da década de 2030 para ligar sua primeira usina comercial de energia de fusão.

A Fusão do Pacífico é perseguindo uma abordagem conhecido como fusão de confinamento inercial acionada por pulso (ICF). Em sua essência, é semelhante ao experimentos realizado na Instalação Nacional de Ignição (NIF). A empresa comprime pequenos pellets de combustível em rápida sucessão, e essa compressão faz com que os átomos dentro do combustível se fundam e liberem energia.

Mas onde o NIF usa lasers para iniciar a compressão, a Pacific Fusion quer usar pulsos massivos de eletricidade. Esses pulsos criarão um campo magnético que circunda o pellet de combustível – aproximadamente do tamanho de uma borracha de lápis – fazendo com que ele se comprima em menos de 100 bilionésimos de segundo.

“Quanto mais rápido você implodir, mais quente ficará”, disse Keith LeChien, cofundador e CTO da Pacific Fusion, ao TechCrunch.

Um dos desafios da CIF orientada por pulsos é que o processo normalmente precisa de um pequeno impulso para funcionar corretamente. Para criar condições no pellet de combustível suficientemente quente para a fusão, os investigadores têm usado lasers e ímanes para aquecê-lo previamente. “É apenas um pouco de energia apenas para dar um impulso antes de comprimi-lo”, disse LeChien, na ordem de 5% a 10% da energia total.

Mas os lasers e ímãs adicionados acrescentam complexidade, custo e requisitos de manutenção iniciais à máquina, tornando muito mais difícil vender energia a preços competitivos.

Assim, nos experimentos em Sandia, a Pacific Fusion ajustou o design do cilindro que envolve o pellet de combustível e ajustou a corrente elétrica fornecida a ele. Antes do grande pulso de eletricidade que desencadeia a reação de fusão, a empresa permitiu que um pouco do campo magnético vazasse para o combustível antes de comprimi-lo, aquecendo-o no processo.

“Podemos fazer mudanças muito sutis na forma como este cilindro é fabricado, permitindo que o campo magnético vaze ou penetre no combustível antes de ser comprimido”, disse LeChien.

O combustível do Pacific Fusion é carregado em um alvo de plástico envolto em alumínio. Variando a espessura do alumínio, a empresa pode ajustar quanto do campo magnético chega ao combustível. O invólucro precisa ser fabricado com alguma precisão, mas nada de absurdo, disse LeChien – algo da ordem do que é necessário para um invólucro de bala calibre .22. “Esse é um processo que foi aprimorado, fabricado e aperfeiçoado ao longo de mais de 100 anos”, acrescentou.

Os ajustes não alteram significativamente a quantidade de energia que o Pacific Fusion precisa entregar ao alvo. “Não é necessária muita energia para permitir que esse campo magnético entre no centro do combustível”, disse ele. “É uma fração minúscula, muito menos de 1%. É uma fração muito, muito, muito pequena da energia total do sistema, por isso é efetivamente imperceptível.”

A eliminação do sistema magnético simplificaria o sistema e os seus requisitos de manutenção, o que teria um efeito modesto no custo global, disse ele. Mas livrar-se do laser reduziria significativamente os custos. “A escala de laser (necessária) para pré-aquecer esses tipos de sistemas com alto ganho é superior a US$ 100 milhões.”

LeChien disse que experimentos como esse também ajudam a refinar as simulações da empresa para garantir que estejam de acordo com o que acontece no mundo real. “Muitas pessoas simularam coisas e disseram: ‘Ah, isso vai funcionar ou aquilo vai funcionar’”, disse ele. “É um jogo muito diferente simular algo, construí-lo, testá-lo e fazê-lo funcionar. Fechar esse ciclo é difícil.”