Fusion-startup Helion stuit op duizelingwekkende temperaturen terwijl het richting de deadline van 2028 racet

De in Everett, Washington gevestigde fusie-energie-startup Helion heeft vrijdag aangekondigd dat het een mijlpaal heeft bereikt in zijn streven naar fusie-energie. De plasma’s in het prototype van de Polaris-reactor van het bedrijf bereikten 150 miljoen graden Celsius, driekwart van de temperatuur die nodig is om een ​​commerciële fusie-energiecentrale te laten draaien.

“We zijn uiteraard heel enthousiast om naar deze plek te gaan”, vertelde David Kirtley, mede-oprichter en CEO van Helion, aan TechCrunch.

Polaris maakt ook gebruik van deuterium-tritiumbrandstof – een mengsel van twee isotopen van waterstof – wat volgens Kirtley van Helion het eerste fusiebedrijf maakt dat dit doet. “We konden de productie van fusie-energie zoals verwacht dramatisch zien toenemen in de vorm van warmte”, zei hij.

De startup is in een race met verschillende andere bedrijven die fusie-energie proberen te commercialiseren, een potentieel onbeperkte bron van schone energie.

Dit potentieel zet investeerders ertoe aan om op technologie te wedden. Deze week kondigde Inertia Enterprises een Serie A van $ 450 miljoen ronde waarbij Bessemer en GV betrokken waren. In januari vertelde Type One Energy aan TechCrunch dat het binnen was terwijl hij 250 miljoen dollar ophaaldeterwijl Commonwealth Fusion Systems afgelopen zomer een stijging zag $ 863 miljoen van investeerders, waaronder Google en Nvidia. Helion zelf stond op $ 425 miljoen vorig jaar van een groep met onder meer Sam Altman, Mithril, Lightspeed en SoftBank.

Terwijl de meeste andere fusiegerelateerde startups zich richten op de vroege jaren 2030 om elektriciteit op het elektriciteitsnet te krijgen, heeft Helion een contract met Microsoft om deze vanaf 2028 te verkopen, hoewel die stroom afkomstig zou zijn van een grotere commerciële reactor genaamd Orion die het bedrijf momenteel aan het bouwen is, en niet van Polaris.

Elke fusiestartup heeft zijn eigen mijlpalen, gebaseerd op het ontwerp van zijn reactor. Commonwealth Fusion Systems moet bijvoorbeeld zijn plasma’s tot meer dan 100 miljoen graden Celsius verwarmen in zijn tokamak, een donutvormig apparaat dat krachtige magneten gebruikt om het plasma vast te houden.

De reactor van Helion is anders en vereist plasma’s die ongeveer twee keer zo heet zijn om te functioneren als bedoeld.

Het reactorontwerp van het bedrijf is een zogenaamde veld-inverse configuratie. De binnenkamer ziet eruit als een zandloper en brandstof wordt in de brede uiteinden geïnjecteerd en omgezet in plasma. De magneten versnellen vervolgens de plasma’s naar elkaar toe. Wanneer ze voor het eerst samensmelten, ligt de temperatuur tussen de 10 en 20 miljoen graden C. Krachtige magneten comprimeren de gesmolten bol verder, waardoor de temperatuur stijgt tot 150 miljoen graden C. Het gebeurt allemaal in minder dan een milliseconde.

In plaats van energie uit fusiereacties te halen in de vorm van warmte, gebruikt Helion het magnetische veld van de fusiereactie om elektriciteit op te wekken. Elke puls duwt tegen de magneten van de reactor, waardoor een elektrische stroom wordt opgewekt die kan worden opgevangen. Door elektriciteit rechtstreeks uit fusiereacties te oogsten, hoopt het bedrijf efficiënter te zijn dan zijn concurrenten.

Het afgelopen jaar zei Kirtley dat Helion een deel van de reactorcircuits heeft verfijnd om de hoeveelheid teruggewonnen elektriciteit te vergroten.

Hoewel het bedrijf momenteel deuterium-tritiumbrandstof gebruikt, is het van plan in de toekomst deuterium-helium-3 te gebruiken. De meeste fusiebedrijven zijn van plan deuterium-tritium te gebruiken en energie te winnen in de vorm van warmte. De favoriete brandstof van Helion, deuterium-helium-3, produceert meer geladen deeltjes, die krachtig tegen de magnetische velden duwen die het plasma opsluiten, waardoor het beter geschikt is voor Helion’s benadering om rechtstreeks elektriciteit op te wekken.

Het uiteindelijke doel van Helion is om plasma’s te produceren die 200 miljoen graden Celsius bereiken, veel hoger dan de doelstellingen van andere bedrijven, afhankelijk van het reactorontwerp en de brandstofkeuze. “Wij geloven dat je bij 200 miljoen graden de ideale plek bereikt waar je een energiecentrale wilt laten draaien,” zei Kirtley.

Toen hem werd gevraagd of Helion het wetenschappelijke break-evenpunt had bereikt – het punt waarop een fusiereactie meer energie genereert dan nodig is om deze op gang te brengen – maakte Kirtley bezwaar. “Wij concentreren ons op het elektrische aspect, op de productie van elektriciteit, in plaats van op puur wetenschappelijke doelen.”

Helium-3 komt veel voor op de maan, maar niet hier op aarde, dus Helion moet zijn eigen brandstof maken. Om te beginnen zal het deuteriumkernen samensmelten om de eerste batches te produceren. Hoewel de belangrijkste energiebron bij normaal bedrijf deuterium-helium-3-fusie zal zijn, zullen sommige reacties nog steeds deuterium op deuterium zijn, waardoor helium-3 zal worden geproduceerd dat het bedrijf zal zuiveren en hergebruiken.

Er wordt al gewerkt aan het perfectioneren van de brandstofcyclus. “Het was een aangename verrassing dat veel van deze technologie eenvoudiger te bouwen was dan we misschien hadden verwacht,” zei Kirtley. Helion was in staat helium-3 te produceren “met zeer hoge efficiëntie in termen van zowel productiviteit als zuiverheid”, voegde hij eraan toe.

Hoewel Helion momenteel de enige fusiestartup is die helium-3 als brandstof gebruikt, zei Kirtley dat hij denkt dat andere bedrijven dit in de toekomst zullen doen, wat suggereert dat hij open zou staan ​​om het aan hen te verkopen. “Andere mensen zullen, omdat ze zich realiseren dat ze deze directe benadering van elektriciteitsterugwinning willen volgen en de efficiëntieverbeteringen zien, ook helium-3-brandstof willen gebruiken”, zei hij.

Naast de experimenten met Polaris bouwt Helion ook Orion, een fusiereactor van 50 megawatt die het nodig heeft om zijn contract met Microsoft uit te voeren. “Ons uiteindelijke doel is niet het bouwen en leveren van Polaris”, zei Kirtley. “Dit is een stap richting grootschalige energiecentrales.”