Laser 'Star Wars' dan air terjun garam lebur: Bagaimana Xcimer merancang untuk menjadikan kuasa fusi berlaku

Conner Galloway dan Alexander Valys telah mengikuti perkembangan dalam penyelidikan fusi nuklear sejak mereka menjadi rakan serumah di MIT kira-kira 20 tahun yang lalu. Untuk sebahagian besar masa itu, ia bukanlah hobi yang paling menarik: terobosan sedikit dan jauh di antara, dan fusi komersial tetap berada di cakrawala, selalu 20 tahun lagi sebelum memberikan tenaga yang murah, tidak terbatas, dan bebas pencemaran.

Tetapi kemudian pada bulan Ogos 2021, kedua-dua individu itu melihat beberapa berita yang menunjukkan bahawa kuasa fusi akhirnya dalam jangkauan mereka. Saintis yang bekerja pada jenis tertentu fusi nuklear di National Ignition Facility (NIF) telah menggandakan hasil terbaik sebelum ini.

Walaupun kebanyakannya tidak diperhatikan dalam media popular, Galloway dan Valys tahu ia menandakan titik balik. "Itu adalah salah satu momen penting. Ia seperti, okey, sekaranglah masanya," kata Valys kepada TechCrunch.

"Jenis fusi inersial yang kita kejar mempunyai ekonomi terbaik dalam jangka panjang," kata Galloway.

Xcimer mengejar apa yang dikenali sebagai fusi pemeliharaan inersial. Ia adalah jenis yang sama yang digunakan oleh NIF, yang membuktikan pada Disember 2022 bahawa fusi nuklear terkawal boleh menghasilkan lebih banyak kuasa daripada yang diperlukan untuk memulakan tindak balas. Dalam pemeliharaan inersial, laser ditembak pada pellet bahan api kecil, mengompres dan memanaskannya hingga tahap di mana atom deuterium dan tritiumnya mula berfusi, melepaskan jumlah tenaga yang sangat besar dalam proses tersebut.

Tetapi Xcimer telah mengejar apa yang digambarkan sebagai reka bentuk semula dari teknologi asas.

Ia bermula dengan laser: reka bentuk Xcimer adalah lebih baru dan berjanji lebih berkuasa. Di mana kuasa sistem NIF mencapai kira-kira 2 megajoules, startup itu menyasarkan 10 megajoules untuk reka bentuk skala komersialnya. Lebih dari itu, reka bentuk Xcimer sepatutnya lebih murah untuk dibina dan dioperasikan. Ia adalah sama dalam prinsip dengan jenis yang telah digunakan selama bertahun-tahun dalam pembuatan semikonduktor, dan cara ia menumpukan sinar laser itu berdasarkan penyelidikan yang dilakukan sebagai sebahagian daripada Inisiatif Pertahanan Strategik 1980-an, kadang-kadang dipanggil Star Wars.

Walaupun banyak cadangan pemusatan inersial menyarankan menembak laser pada beberapa pellet bahan api setiap saat, Galloway berkata Xcimer merancang menembak satu setiap beberapa saat.

Bahagian dalam reaktor Xcimer akan kelihatan sedikit berbeza juga. Ledakan fusi akan berlaku di dalam air terjun garam lebur daripada reaktor berdinding keluli. Garam yang mengalir akan menyerap tenaga reaksi dan membantu menghasilkan wap untuk menggerakkan turbin. Air terjun yang kedengaran neraka itu juga mempunyai faedah samping yang baik, melindungi dinding reaktor dari kerosakan, sesuatu yang merupakan kebimbangan utama untuk reka bentuk lain. "Kita tidak perlu menggantikan dinding pertama sama sekali semasa hayat loji," kata Galloway. "Ia boleh bertahan selama 30 tahun dengan satu bilik."

Walaupun berusia dua tahun, Xcimer mempunyai jadual masa sepuluh tahun untuk sampai ke loji pengganas yang katanya akan membuktikan hasrat skala komersialnya bukan hanya dalam teori.


Untuk dua tahun akan datang, syarikat sedang membina versi skala demo sistem lasernya, yang syarikat panggil Phoenix. Walaupun demo ini tidak akan mencapai 10 megajoules, ia akan cukup mirip untuk membuktikan penjimatan kos, kata Valys.

Untuk melepasi fasa itu, Xcimer telah mengumpulkan $ 100 juta Siri A, syarikat memberitahu secara eksklusif kepada TechCrunch. Pusingan itu dipimpin oleh Hedosophia, dengan penyertaan oleh Breakthrough Energy Ventures, Emerson Collective, Gigascale Capital, Lowercarbon Capital, Prelude Ventures dan Starlight Ventures. Startup ini juga mempunyai dana hibah berdasarkan capaian $ 9 juta dari Jabatan Tenaga.

"Itu membawa kami melalui demonstrasi keseluruhan sistem laser prototaip ini dan melalui matlamat kami untuk pembangunan teknologi yang lebih lanjut dan laluan bagi sisa loji," kata Valys. "Ia juga lebih dari cukup untuk fasa awal program tonggak DOE."

Kedua-dua rakan berkeyakinan bahawa jadual masa sepuluh tahun mereka akan berjaya. "Ini adalah sains yang terbukti," kata Galloway. "Hanya menjadi perkara membina laser yang cukup besar, murah dan cekap."