✖


Jump to content

Гелион Энерджи

Хелион Энерджи, Инк.
Тип компании Частный
Промышленность Сила термоядерного синтеза
Основан 2013 год ; 11 лет назад ( 2013 )
Основатели
  • Дэвид Киртли
  • Джон Слау
  • Крис Пил
  • Георгий Вотрубек
Штаб-квартира
Эверетт, Вашингтон
,
НАС
Ключевые люди
Количество сотрудников
200+ [1]  (2023)
Веб-сайт www .helionenergy .с Отредактируйте это в Викиданных

Helion Energy, Inc. — американская исследовательская компания в области термоядерного синтеза, расположенная в Эверетте, штат Вашингтон . [2] Они разрабатывают технологию магнитоинерционного синтеза для производства гелия-3 и термоядерной энергии посредством анейтронного синтеза . [3] [4] который мог бы производить дешевую чистую электроэнергию с использованием топлива, которое можно получать исключительно из воды. [5]

История

[ редактировать ]

Компания была основана в 2013 году Дэвидом Киртли, Джоном Слау, Крисом Пилом и Джорджем Вотрубеком. [6] Команда менеджеров выиграла Национальный конкурс экологически чистых технологий по производству открытой энергии в 2013 году и получила награды на конкурсе ARPA-E Future Energy Startup в 2014 году. [7] были участниками программы Y Combinator 2014 , [8] и получили контракт ARPA-E ALPHA 2015 года на «Поэтапное магнитное сжатие мишеней FRC до условий термоядерного синтеза». [9]

В 2022 году компания вошла в число пяти финалистов премии GeekWire Awards 2022 в номинации «Инновация года», особенно в категории стартапов в области термоядерной энергетики. [10]

В 2023 году компания вошла в пятерку финалистов конкурса GeekWire « Лучшие рабочие места года 2023». [11]

10 мая 2023 года Helion Energy объявила, что Microsoft станет первым клиентом Helion Energy, а Helion Energy будет предоставлять Microsoft термоядерную энергию, начиная с 2028 года. [12]

Технология

[ редактировать ]

Эта система предназначена для работы на частоте 1 Гц, впрыскивая плазму, сжимая ее до условий термоядерного синтеза, расширяя ее и восстанавливая энергию для производства электричества. [13] Используемая система импульсного термоядерного синтеза теоретически способна работать круглосуточно и без выходных для производства электроэнергии. Благодаря своим компактным размерам системы могут заменить существующую инфраструктуру ископаемого топлива без серьезных инвестиций. [14]

Топливо

[ редактировать ]

Гелион использует комбинацию дейтерия и 3
Он как топливо. Дейтерий и 3 Он допускает преимущественно анейтронный синтез , выделяя лишь 5% своей энергии в виде быстрых нейтронов . Коммерческий 3 Он редкий и дорогой. Вместо этого Helion производит 3 Он путем дейтрон-дейтронных (ДД) побочных реакций на дейтерий - 3 Он реагирует. DD-слияние имеет равные шансы на создание 3 Атом и образование атома трития плюс протон. Бета-тритий распадается на более 3 Он с периодом полураспада 12,32 года. Гелион планирует захватить 3 Он производил таким образом и повторно использовал его в качестве топлива. У Helion есть патент на этот процесс. [15]

Заключение

[ редактировать ]

Этот подход к термоядерному синтезу использует магнитное поле с обращенной конфигурацией поля (FRC) плазмоида (управляемого твердотельной электроникой, созданной на основе электроники переключения мощности в ветряных турбинах ) для предотвращения потерь энергии плазмы. FRC представляет собой конфигурацию намагниченной плазмы, отличающуюся замкнутыми силовыми линиями, высоким коэффициентом бета и отсутствием внутренних проникновений. [7]

Сжатие

[ редактировать ]

Два плазмоида FRC ускоряются до скоростей, превышающих 300 км/с, с помощью импульсных магнитных полей, которые затем сливаются в один плазмоид при высоком давлении. [7] Опубликованные планы нацелены на сжатие термоядерной плазмы до 12 тесла (Т). [16]

Производство энергии

[ редактировать ]

Энергия улавливается путем прямого преобразования энергии , которое использует расширение плазмы для создания тока в магнитных катушках сжатия и ускорения. Отдельно он переводит высокоэнергетические продукты термоядерного синтеза, такие как альфа-частицы, непосредственно в напряжение. 3 Он, произведенный методом DD-синтеза, несет энергию 0,82 МэВ. Побочные продукты трития несут 1,01 МэВ, а протон производит 3,02 МэВ.

Этот подход устраняет необходимость в паровых турбинах, градирнях и связанных с ними потерях энергии. По данным компании, этот процесс также позволяет рекуперировать значительную часть потребляемой энергии с КПД более 95%. [7] [17] [18]

История развития

[ редактировать ]

Fusion Engine компании основан на экспериментах с индуктивным плазмоидным ускорителем (IPA). [19] [20] проводился с 2005 по 2012 год. В этих экспериментах использовался синтез дейтерия-дейтерия, в результате которого в половине реакций возник нейтрон с энергией 2,45 МэВ. В экспериментах IPA были заявлены скорости 300 км/с, производство нейтронов дейтерия и температура ионов дейтерия 2 кэВ. [20] Helion и MSNW опубликовали статьи, описывающие дейтерий-тритиевую реализацию, которую проще всего достичь, но которая генерирует нейтроны с энергией 14 МэВ. Команда Helion опубликовала рецензируемое исследование, демонстрирующее образование нейтронов DD в 2011 году. [20]

4-й прототип, «Гранде»

[ редактировать ]

В 2014 году, согласно графику на веб-сайте компании, Гранде, четвертый термоядерный прототип Helion, был разработан для испытаний работы в высоких полях. Гранде достигает сжатия магнитного поля в 4 тесла, формирует FRC см-масштаба и достигает температуры плазмы 5 кэВ. Grande превосходит любую другую частную компанию, занимающуюся термоядерным синтезом. [17]

В 2015 году компания Helion продемонстрировала первое прямое восстановление магнитной энергии из маломасштабной импульсной магнитной системы, используя современные высоковольтные биполярные транзисторы с изолированным затвором для восстановления энергии с эффективностью прохождения туда и обратно более 95% для более чем 1 миллиона импульсов. В меньшей системе команда продемонстрировала формирование более 1 миллиарда FRC. [17]

5-й прототип, «Венти»

[ редактировать ]

В 2018 году пятый прототип «Венти» имел магнитные поля силой 7 Тл и высокую плотность, ионную температуру 2 кэВ. [14] Helion подробно описал эксперименты по термоядерному синтезу с получением нейтронов в отчете за октябрь 2018 года на США ежегодном собрании программы ALPHA Министерства энергетики . [21] В ходе экспериментов того года была получена плазма с температурой в несколько кэВ. [22] и тройное произведение 6,4 × 10 18 кэВ·с/м 3 . [23]

Шестой прототип, «Трента»

[ редактировать ]

В 2021 году фирма объявила, что после 16-месячного испытательного цикла с более чем 10 000 импульсами ее шестой прототип, Trenta, достиг температуры 100 миллионов градусов Цельсия — температуры, при которой они будут запускать коммерческий реактор. [14] Магнитные поля сжатия превышали 10 Тл, температура ионов превышала 8 кэВ, а температура электронов превышала 1 кэВ. [24] [25] Компания также сообщила о плотности ионов до 3 × 10 22 ионов/м 3 и время удержания до 0,5 мс. [26]

7-й прототип «Полярис»

[ редактировать ]

Прототип седьмого поколения Helion, Project Polaris, находится в разработке с 2021 года, завершение ожидается в 2024 году. [27] Ожидается, что устройство увеличит частоту пульса с одного импульса каждые 10 минут до одного импульса в секунду на короткие периоды времени. [28] Ожидается, что этот прототип сможет нагревать термоядерную плазму до температур, превышающих 100 миллионов градусов Цельсия. [29] Планируется, что Polaris будет на 25% больше Trenta, чтобы гарантировать, что ионы не повредят стенки сосудов. [27]

8-й прототип

[ редактировать ]

По состоянию на январь 2022 г. , восьмая итерация находилась на стадии проектирования. [30]

Обзор

[ редактировать ]
Прототип Год разработки Примечательные особенности Достижения
Эксперименты с индуктивным плазмоидным ускорителем (IPA) 2005-2012 Дейтерий-дейтериевый синтез Достигнуты скорости 300 км/с, производство дейтериевых нейтронов и температура ионов дейтерия 2 кэВ.
Гранде (4-е место) 2014 Работа в сильном поле, сжатие магнитного поля 4 тесла, образование FRC см-масштаба, температура плазмы 5 кэВ. Превзошла любую другую частную термоядерную компанию того времени.

Продемонстрировано первое прямое восстановление магнитной энергии из субмасштабной импульсной магнитной системы с КПД более 95% в обоих направлениях для более чем 1 миллиона импульсов.

Двадцать (5-е) 2018 Магнитные поля 7 Тл, температура высокой плотности ионов 2 кэВ. Подробные эксперименты по термоядерному синтезу с получением нейтронов.

Достигнута плазма с температурой в несколько кэВ и тройным произведением 6,4 × 10. 18 кэВ·с/м 3 .

Трента (6 место) 2021 Магнитные поля сжатия более 10 Тл, температура ионов более 8 кэВ, температура электронов более 1 кэВ Достигнута температура 100 миллионов градусов Цельсия после 16-месячного испытательного цикла с более чем 10 000 импульсами.

Зарегистрированная плотность ионов до 3 × 10 22 ионов/м 3 и время удержания до 0,5 мс.

Полярис (7-е место) В разработке в 2021 году, ожидаемое завершение в 2024 году. Ожидается увеличение частоты импульсов до одного импульса в секунду на короткие периоды, термоядерная плазма до температур более 100 миллионов градусов C, что на 25% выше, чем у Тренты. Все еще в разработке
8-й прототип В разработке в 2022 году Не указан Все еще в разработке

Финансирование

[ редактировать ]

Helion Energy получила финансирование в размере 7 миллионов долларов от НАСА , Министерства энергетики США и Министерства обороны . [31] за ними последовали $1,5 млн от частного сектора в августе 2014 года через посевные акселераторы Y Combinator и Mithril Capital Management. [32]

В 2021 году компанию оценили в три миллиарда долларов. [33] По состоянию на конец 2021 года объем инвестиций составил $77,8 млн. [34] В ноябре 2021 года Helion получила финансирование в размере 500 миллионов долларов США в рамках серии E, а также дополнительные обязательства в размере 1,7 миллиарда долларов США, привязанные к конкретным этапам. [35] Финансирование в основном возглавил Сэм Альтман , генеральный директор OpenAI , который также является исполнительным председателем Helion. [36] [37]

Критика

[ редактировать ]

Дэниел Джассби на пенсии Исследователь Принстонской лаборатории физики плазмы упомянул Helion Energy в письме, включенном в Американского физического общества « информационный бюллетень Физика и общество» (апрель 2019 г.), как один из стартапов в области термоядерного синтеза, предположительно практикующих «термоядерный синтез вуду», а не законную науку. Он отметил, что компания является одной из нескольких, которые постоянно заявляют о «мощи через 5–10 лет, но почти все они, очевидно, никогда не производили ни одной реакции DD-синтеза». [38] Однако Helion опубликовал рецензируемое исследование, демонстрирующее образование DD-нейтронов, еще в 2011 году. [20] и, по данным независимой исследовательской группы JASON , VENTI, прототип Helion, частично разработанный для программы ALPHA, достиг первоначальных результатов 8 × 10 22 ионов/м 3 , 4 × 10 −5 секунды времени удержания энергии и температура 2 кэВ в 2018 году. [23] В 2020 году Helion была первой частной компанией, которая успешно продемонстрировала плазму термоядерного синтеза с энергией, превышающей 9 кэВ, с ожидаемыми реакциями DD-синтеза и нейтронами. [39] и больше 1 × 10 20 кэВ-с/м 3 , критерий Лоусона . [26]

В том же отчете MITRE Министерства энергетики США /JASON за 2018 год, подготовленном по заказу ARPA-E , говорится, что руководители проекта Helion или в литературе указано, что им нужно магнитное поле в 40 Тесла для коммерческой жизнеспособности, в их прототипе была возможность создания поля в 8 Тесла. и прогнозируют, что они достигнут безубыточности в 2023 году. В отчете говорится, что основная проблема подхода Helion заключается в том, «смогут ли они одновременно достичь достаточно высокого сжатия, сохраняя при этом стабильность плазмы». [23] По состоянию на 2023 год их прототип будет иметь поле мощностью 10 Тесла, и они прогнозируют безубыточность в 2024 году. [40]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Брамфил, Джефф (4 декабря 2023 г.). «Компании заявляют, что приближаются к использованию ядерного синтеза в качестве источника энергии. Будет ли это работать?» . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР. Архивировано из оригинала 20 апреля 2024 года.
  2. ^ Берган, Брэд (28 июля 2021 г.). «Helion Energy заявляет, что предложит первую в мире коммерческую термоядерную энергию» . Интересная инженерия . Архивировано из оригинала 12 августа 2021 года . Проверено 13 августа 2021 г.
  3. ^ «Гелион» . Гелион . Архивировано из оригинала 23 июня 2021 года . Проверено 24 июня 2021 г.
  4. ^ Верджин, Билл (16 апреля 2018 г.). «Гелионная энергия Редмонда рассматривает ядерный синтез как следующий большой шаг в производстве электроэнергии» . Деловой журнал Сиэтла . Архивировано из оригинала 16 января 2021 года . Проверено 24 июня 2021 г.
  5. ^ «Стартап Fusion Energy Helion Energy завершает последний раунд финансирования при оценке в 1,25 миллиарда долларов» . Гелион . Архивировано из оригинала 26 мая 2022 года . Проверено 30 апреля 2022 г.
  6. ^ «Гелион Энерджи» . Гелион Энерджи . Архивировано из оригинала 28 мая 2019 года . Проверено 30 сентября 2022 г.
  7. ^ Jump up to: а б с д Ван, Брайан (18 августа 2015 г.). «Helion Energy привлекла 10,9 миллиона долларов» . Следующее Большое Будущее . Архивировано из оригинала 22 июня 2021 года . Проверено 24 июня 2021 г.
  8. ^ «Компании лета 2014 (YC S14)» . Y Комбинатор Вселенная . 21 июля 2010 г. Архивировано из оригинала 30 сентября 2022 г. Проверено 30 сентября 2022 г.
  9. ^ «Сжатие целей FRC для слияния» . arpa-e.energy.gov . Архивировано из оригинала 24 июня 2021 года . Проверено 24 июня 2021 г.
  10. ^ Бишоп, Тодд (31 марта 2022 г.). «Инновация года: 5 технологических прорывов названы финалистами премии GeekWire Awards» . GeekWire . Архивировано из оригинала 23 апреля 2022 года . Проверено 30 апреля 2022 г.
  11. ^ Шлоссер, Курт (12 апреля 2023 г.). «GeekWire Awards: как пять финалистов премии «Рабочее место года» справляются с трудными временами» . GeekWire . Архивировано из оригинала 13 мая 2023 года . Проверено 12 мая 2023 г.
  12. ^ Кальма, Жюстин (10 мая 2023 г.). «Microsoft только что сделала огромную, далеко не однозначную ставку на ядерный синтез» . Грань . Архивировано из оригинала 11 мая 2023 года . Проверено 11 мая 2023 г.
  13. ^ Свобода, Елизавета (21 июня 2011 г.). «Является ли термоядерная энергия наконец-то реальной?» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 года . Проверено 24 июня 2021 г.
  14. ^ Jump up to: а б с Эмилио, Маурицио Ди Паоло (21 июля 2021 г.). «EETimes - Helion Energy достигла ключевого рубежа в области термоядерного синтеза» . ЭЭ Таймс . Архивировано из оригинала 29 октября 2022 года . Проверено 30 апреля 2022 г.
  15. ^ EP 3103119 , Слау, Джон Томас; Киртли, Дэвид Эдвин и Пил, Кристофер Джеймс, «Продвинутый D- 3 Топливный цикл для импульсного термоядерного реактора», опубликовано 24 марта 2021 г., передано Helion Energy Inc.  
  16. ^ Ван, Брайан (2 октября 2018 г.). «Helion Energy получила в этом году финансирование для возможного безубыточного термоядерного устройства» . Следующее Большое Будущее . Архивировано из оригинала 28 января 2019 года . Проверено 27 января 2019 г.
  17. ^ Jump up to: а б с «Сайт Гелион: Кто мы» . Сайт Гелион . Гелион Энергия. Архивировано из оригинала 29 октября 2022 года . Проверено 29 октября 2022 г.
  18. ^ US20110293056A1 , Слау, Джон Т., «Метод и устройство для генерации, нагрева и/или сжатия плазмоидов и/или восстановления из них энергии», выпущено 1 декабря 2011 г.   Архивировано 30 октября 2022 г. на Wayback Machine.
  19. ^ Вотрубек, Г.; Слау, Дж.; Андреасон, С.; Пиль, К. (июнь 2008 г.). «Формирование устойчивой обратной конфигурации поля путем слияния» . Журнал термоядерной энергетики . 27 (1–2): 123–127. дои : 10.1007/s10894-007-9103-4 . ISSN   0164-0313 . S2CID   122861398 .
  20. ^ Jump up to: а б с д Слау, Джон; Вотрубек, Георгий; Пил, Крис (1 мая 2011 г.). «Создание высокотемпературной плазмы путем слияния и сжатия плазмоидов обращенной конфигурации сверхзвукового поля» . Ядерный синтез . 51 (5): 053008. Бибкод : 2011NucFu..51e3008S . дои : 10.1088/0029-5515/51/5/053008 . ISSN   0029-5515 . S2CID   120579314 .
  21. ^ «Поэтапное магнитное сжатие мишеней FRC» (PDF) . АРПА-Э . Октябрь 2018 г. Архивировано (PDF) из оригинала 17 сентября 2021 г. . Проверено 9 сентября 2020 г.
  22. ^ Киртли, Дэвид; Милрой, Ричард; Вотрубек, Георгий; Слау, Джон; Макки, Эрик; Симадзу, Аки; Хайн, Эндрю; Барнс, Дэниел (5 ноября 2018 г.). «Обзор поэтапного магнитного сжатия мишеней FRC» . Бюллетень Американского физического общества . 2018 : БМ9.005. Бибкод : 2018APS..DPPBM9005K . Архивировано из оригинала 30 сентября 2022 года . Проверено 30 сентября 2022 г.
  23. ^ Jump up to: а б с Лонг, Гордон (1 ноября 2018 г.). «Перспективы развития недорогой термоядерной энергетики» (PDF) . АРПА-Э . Архивировано (PDF) из оригинала 30 июля 2021 г. Проверено 2 июля 2021 г.
  24. ^ «Температура Гелиона превышает 100 миллионов градусов по Цельсию» . Мировые ядерные новости . Всемирная ядерная ассоциация. 23 июня 2021 года. Архивировано из оригинала 25 июня 2021 года . Проверено 25 июня 2021 г.
  25. ^ Ван, Брайан (23 июня 2021 г.). «Энергия гелионов в стартапе по ядерному синтезу превышает 100 миллионов градусов по Цельсию» . Следующее большое будущее . Архивировано из оригинала 25 июня 2021 года . Проверено 25 июня 2021 г.
  26. ^ Jump up to: а б Результаты программы Trenta 2020 , заархивировано из оригинала 30 октября 2022 г. , получено 30 октября 2022 г.
  27. ^ Jump up to: а б «Новый способ достижения ядерного синтеза: Гелион» . Ютуб.com . Декабрь 2022. Архивировано из оригинала 13 января 2023 года . Проверено 13 января 2023 г.
  28. ^ НРК (26 января 2021 г.). «Разработка нормативно-правовой базы для термоядерных энергетических систем» (PDF) . Комиссия по ядерному регулированию . Архивировано (PDF) оригинала 23 июня 2021 г. Проверено 7 сентября 2021 г.
  29. ^ «Почему OpenAI инвестировала в стартап по ядерному синтезу?» . Журнал Analytics India . 19 апреля 2022 года. Архивировано из оригинала 28 апреля 2022 года . Проверено 30 апреля 2022 г.
  30. ^ Хелман, Кристофер (2 января 2022 г.). «Подпитываемый миллиардами долларов, ядерный синтез вступает в новую эпоху» . Форбс . Архивировано из оригинала 8 января 2022 года . Проверено 8 января 2022 г.
  31. ^ Халпер, Марк (30 апреля 2013 г.). «Близость термоядерного синтеза: проблемы с материалами и теплоносителем, с которыми сталкивается одна термоядерная компания, занимающаяся зеркальным делением» . Фонд Элвина Вайнберга . Архивировано из оригинала 10 сентября 2014 года . Проверено 11 августа 2014 г.
  32. ^ Рассел, Кайл (14 августа 2014 г.). «Y Combinator и Mithril инвестируют в Helion, стартап по ядерному синтезу» . ТехКранч . Архивировано из оригинала 18 июня 2017 года . Проверено 25 июня 2017 г.
  33. ^ «Поскольку интерес к термоядерной энергии возрастает, Helion получает 500 миллионов долларов от генерального директора OpenAI и соучредителя Facebook» . Geekwire . 5 ноября 2021 года. Архивировано из оригинала 10 марта 2023 года . Проверено 13 мая 2023 г. .
  34. ^ «Helion Energy — Обзор компании Pitchbook» . Питчбук . Архивировано из оригинала 21 июля 2021 года . Проверено 21 июля 2021 г.
  35. ^ Конка, Джеймс (9 ноября 2021 г.). «Helion Energy привлекает 500 миллионов долларов на термоядерную энергию звезд» . Форбс . Архивировано из оригинала 19 декабря 2021 года . Проверено 19 декабря 2021 г.
  36. ^ Кампс, Хадже Ян (5 ноября 2021 г.). «Helion получит 2,2 миллиарда долларов на коммерциализацию термоядерной энергии» . ТехКранч . Проверено 30 апреля 2022 г.
  37. ^ Муи, Кристина (22 января 2024 г.). «Увлечение Кремниевой долины термоядерным синтезом» . Политик . Архивировано из оригинала 1 апреля 2024 года.
  38. ^ Джассби, Дэниел Л. (апрель 2019 г.). «Энергия Вуду Фьюжн» . Американское физическое общество . Архивировано из оригинала 26 мая 2021 года . Проверено 9 сентября 2020 г.
  39. ^ «Helion Energy достигла ключевого рубежа в области термоядерного синтеза» . ЭЭ Таймс . 20 июля 2020 г. Архивировано из оригинала 4 января 2023 г. Проверено 13 мая 2023 г. .
  40. ^ «Часто задаваемые вопросы по Гелиону» . HelionEnergy.com . Проверено 28 марта 2023 г.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Helion_Energy&oldid=1236708615"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 76399835bc19cb709e17b57becffa3a5__1721958060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/76/a5/76399835bc19cb709e17b57becffa3a5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Helion Energy - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)