Esto se logró cambiando su lanzador de proyectiles electromagnético existente por uno totalmente eléctrico.
First Light Fusion avanza en la solución de un desafío de ingeniería clave para la fusión inercial
First Light Fusion, la empresa líder mundial en fusión inercial, ha logrado un importante avance al incrementar la distancia de «standoff», la distancia que recorre el proyectil hacia el objetivo de fusión, en más de 10 veces. Este logro representa un hito crucial que contribuye a superar uno de los principales desafíos de ingeniería en el diseño de una planta de energía de fusión por proyectil. Forma parte del trabajo continuo de la firma con sede en Oxford para diseñar una planta piloto capaz de producir energía comercial a partir de la fusión.
El Desafío del «Standoff»
First Light está desarrollando una nueva forma de fusión por confinamiento inercial utilizando diseños de amplificadores únicos. Este enfoque modifica los requisitos del «conductor» y abre la puerta a nuevas metodologías, incluido un proyectil de alta velocidad. Esto genera las temperaturas y presiones extremas necesarias para lograr la fusión, comprimiendo un objetivo que contiene combustible de fusión mediante un proyectil que viaja a una velocidad impresionante. La distancia de «standoff» es la distancia entre el punto de lanzamiento del proyectil y el objetivo, donde ocurre la implosión de fusión.
El reto consiste en lanzar un proyectil con precisión a velocidades de varios kilómetros por segundo, manteniéndolo en estado sólido cuando impacta contra el combustible de fusión. Este es un gran desafío en el enfoque de First Light, ya que el diseño de su planta piloto requiere que el proyectil se dispare a velocidades y con una precisión muy altas.
Incremento de la Distancia de «Standoff» en 10 Veces
Como parte de su programa experimental, este mes First Light logró aumentar la distancia de «standoff» de 10 mm a 10 cm, un incremento de 10 veces. El experimento utilizó un diseño denominado «cañón eléctrico» con el objetivo de explorar si un diseño de cañón eléctrico podría lanzarse a alta velocidad en una máquina de potencia pulsada de alta energía sin fundirse, un requisito clave para lograr el «standoff».
El proyectil se mantuvo en estado sólido a lo largo de 10 cm mediante la adaptación cuidadosa de los grosores del foil del cañón eléctrico y del proyectil al pulso de corriente M3. Los grosores deseados se determinaron mediante simulaciones de la resistencia del material, lo que permitió que el diseño del proyectil mantuviera su fortaleza a lo largo de una distancia de vuelo de 10 cm.
Además de cumplir con el objetivo principal, el disparo también fue el cañón eléctrico de mayor energía jamás probado.
Planta Piloto de First Light Fusion
En diciembre de 2022, el National Ignition Facility en EE.UU. logró una demostración significativa de Ignición. Como resultado, más empresas de fusión inercial, incluida First Light, están invirtiendo mayores recursos para superar los principales obstáculos de ingeniería necesarios para realizar la energía de fusión comercial.
Una planta de energía de fusión inercial opera un proceso pulsado continuo. Con el enfoque de amplificadores de First Light, su planta funcionará de manera similar a un motor de combustión interna, donde el objetivo del amplificador contiene el combustible y su conductor de fusión –un proyectil disparado a velocidad– actúa como la bujía. El objetivo se introducirá en la cámara de reacción y luego se disparará el proyectil contra el objetivo para crear la fusión.
First Light aspira a diseñar la planta con el menor riesgo y la más simple, escalable y posible. Incrementando la energía por disparo y reduciendo la frecuencia, First Light busca lograr un tamaño de planta general más pequeño con mucho menor riesgo.
Existen amplias bases de ingeniería existentes que pueden utilizarse para realizar este diseño de planta. First Light está trabajando para abordar los desafíos de ingeniería restantes en el diseño de una planta de energía, uno de los cuales es la distancia de «standoff». La capacidad avanzada de simulación de la compañía le permite probar miles de opciones para esto de manera rápida.
First Light cuenta ahora con un equipo de cinco científicos e ingenieros trabajando a tiempo completo en el diseño y desarrollo de una planta piloto, liderado por Jorge Fradera. El intento exitoso de este mes para aumentar la distancia de «standoff» fue dirigido por Mila Fitzgerald, una estudiante de doctorado en la Universidad de Oxford que ha trabajado en First Light durante más de tres años.
Este es un momento hito para First Light y el resultado de un enorme esfuerzo, tiempo y perseverancia de todo el equipo. A medida que escalamos nuestro enfoque y buscamos diseñar una planta piloto basada en el enfoque de proyectil de First Light, uno de los desafíos clave es poder disparar un proyectil a altas velocidades y desde una mayor distancia. Esa es la base de nuestro diseño actual de planta piloto. Este experimento demuestra una forma de hacerlo y es un paso emocionante en la dirección correcta.
Mila Fitzgerald, científica en First Light Fusion
Al entrar en la era de la comercialización de la energía de fusión, resolver los desafíos clave de ingeniería en una planta de energía es un enfoque central para el equipo de First Light. Sabemos que la física de la fusión inercial funciona. Nuestro reciente éxito en Sandia muestra que nuestros amplificadores funcionan. Para alcanzar una energía de fusión comercial, rentable y escalable como parte de nuestra mezcla energética futura, necesitamos resolver los fundamentos de la planta de energía, de una manera que funcione con la física. Con nuestro enfoque único, se diseña una planta de energía de fusión inédita para ser lo más simple y de bajo riesgo posible, simplificando el camino hacia la energía de fusión comercial. Hemos asumido el desafío del «standoff» porque desbloquea enormes beneficios en otros lugares. Este es un momento de reducción significativa del riesgo. Hay más trabajo por hacer. Ahora que tenemos un proyectil sólido, avanzamos a estudiar y controlar la precisión del lanzamiento.
Dr. Nick Hawker, fundador y CEO de First Light Fusion
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