Vizita e Helion Energy kur rajoni i Seattle ishte i mbuluar me tym

Të enjten, më 20 tetor, bëra një udhëtim raportues në Everett, Wash., për ta vizituar Energjia e Helionit, një startup fusion që ka mbledhur ka mbledhur afro 600 milionë dollarë nga një mori investitorësh relativisht të mirënjohur të Silicon Valley, duke përfshirë Peter Thiel dhe Sam Altman. Ajo ka 1.7 miliardë dollarë të tjera angazhime nëse arrin objektiva të caktuara të performancës.

Për shkak se shkrirja bërthamore ka potencialin për të prodhuar sasi të pakufishme të energjisë së pastër pa gjeneruar mbetje bërthamore afatgjatë, shpesh quhet "grali i shenjtë" i energjisë së pastër. Megjithatë, graali i shenjtë mbetet i pakapshëm, sepse rikrijimi i shkrirjes në tokë në një mënyrë që gjeneron më shumë energji që kërkohet për të ndezur reagimin dhe mund të mbahet për një periudhë të gjatë kohore, deri më tani ka mbetur i paarritshëm. Nëse do të mund të arrinim të komercializonim shkrirjen këtu në tokë dhe në shkallë, të gjitha problemet tona të energjisë do të zgjidheshin, thonë përkrahësit e shkrirjes. 

Fusion ka qenë gjithashtu në horizont për dekada, paksa i paarritshëm, në dukje i ngulitur fort në një tekno-utopi që ekziston vetëm në romanet fantastiko-shkencore.

Por vizita në hapësirën e madhe të punës dhe laboratorin e Helion Energy e nxori idenë e shkrirjes nga krejtësisht fantastike dhe në atë potencialisht reale për mua. Natyrisht, "potencialisht reale" nuk do të thotë që bashkimi do të jetë një burim energjie i qëndrueshëm komercialisht që do të furnizojë shtëpinë tuaj dhe kompjuterin tim vitin e ardhshëm. Por nuk është më si të fluturosh me një anije kozmike drejt Plutonit.

Teksa ecja nëpër ndërtesat masive të Helion Energy në Everett, njëra plotësisht funksionale dhe tjetra ende në ndërtim, u mahnita nga mënyra sesi dukej gjithçka e përditshme. Pajisjet e ndërtimit, makineritë, kabllot e rrymës, tavolinat e punës dhe pjesë të panumërta përbërëse që duken si anije kozmike janë kudo. Planet janë duke u realizuar. Makinat me pamje të egër të huaj po ndërtohen dhe testohen.

Për punonjësit e Helion Energy, ndërtimi i një pajisje fuzioni është puna e tyre. Të shkosh në zyrë çdo ditë do të thotë të vendosësh pjesën A në pjesën B dhe në pjesën C, të përleshesh me ato pjesë, t'i testosh ato, dhe më pas t'i vendosësh me më shumë pjesë, t'i testosh ato, t'i ndash ato pjesë ndoshta kur diçka nuk funksionon siç duhet, dhe pastaj duke e vendosur përsëri së bashku derisa të bëhet. Dhe më pas kalimi në Pjesën D dhe Pjesën E.

Data e vizitës sime është gjithashtu e rëndësishme për këtë histori, sepse shtoi një shtresë të dytë të çuditshme-bëhet-reale në udhëtimin tim të raportimit. 

Më 20 tetor, rajoni i Seattle Everett u mbulua nga nivele të rrezikshme të tymit të zjarrit. Indeksi i cilësisë së ajrit për Everett ishte 254, duke e bërë atë cilësinë më të keqe të ajrit në botë në atë kohë, sipas IQAir.

“Disa zjarre që digjen në kaskadat veriore u nxitën nga kushtet e motit të ngrohtë, të thatë dhe me erë. Erërat e Lindjes ndezën zjarret si dhe e çuan tymin që rezulton në perëndim drejt Everett dhe rajonit të Seattle. Christi Chester Schroeder, Më tha menaxheri i Shkencës për Cilësinë e Ajrit në IQAir në Amerikën e Veriut.

Ngrohja globale po ndihmon në ndezjen e këtyre zjarreve, Denise L. Mauzerall, më tha një profesor i inxhinierisë mjedisore dhe çështjeve ndërkombëtare në Princeton.

"Ndryshimet klimatike kanë kontribuar në temperaturat e larta dhe kushtet e thata që kanë mbizotëruar në Paqësorin Veriperëndimor këtë vit," tha Mauzerall. “Këto kushte të motit, të përkeqësuara nga ndryshimet klimatike, kanë rritur gjasat dhe ashpërsinë e zjarreve që janë përgjegjëse për cilësinë jashtëzakonisht të dobët të ajrit.”

Ishte aq keq sa Helion u kishte thënë të gjithë punonjësve të tij të qëndronin në shtëpi për herë të parë ndonjëherë. Menaxhmenti e konsideroi shumë të rrezikshme t'u kërkonte atyre të largoheshin nga shtëpitë e tyre.

Rrethanat e vizitës sime krijuan një betejë të pakëndshme. Nga njëra anë, kisha një ndjenjë shprese të sapogjetur për mundësinë e energjisë së shkrirjes. Në të njëjtën kohë, po luftoja nga brenda me një ndjenjë të thellë frike për gjendjen e botës.

Nuk isha i vetëm që ndjeva peshën e momentit. "Është shumë e pazakontë," Chris Pihl, një bashkëthemelues dhe shef i teknologjisë në Helion, tha për tymin.

Pihl ka punuar në fuzion për gati dy dekada tani. Ai e ka parë atë të evoluojë nga sfera e akademikëve fizikantë në një fushë të ndjekur nga afër nga gazetarët dhe duke mbledhur miliarda investime. Njerëzit që punojnë në fusion janë bërë fëmijët e lezetshëm, heronjtë e dobët. Teksa kolektivisht kalojmë çdo shpresë realiste për të qëndruar brenda 1.5 gradëve të synuara të ngrohjes dhe ndërkohë që kërkesa globale për energji vazhdon të rritet, shkrirja është zgjidhja në shtëpi që ndonjëherë duket si e vetmja zgjidhje.

"Është më pak një ndjekje akademike, një ndjekje altruiste dhe po kthehet më shumë në një lojë mbijetese në këtë pikë mendoj se, me mënyrën se si po shkojnë gjërat," më tha Pihl, ndërsa ishim ulur në zyrat e zbrazëta të Helionit duke parë një mur tymi gri. “Pra është e nevojshme. Dhe jam i lumtur që po tërheq vëmendjen.”

CEO dhe bashkëthemelues David Kirtley më eci nëpër hapësirën e madhe laboratorike ku Helion po punon në ndërtimin e komponentëve për sistemin e tij të gjeneratës së shtatë, Polaris. Çdo brez ka vërtetuar disa kombinime të fizikës dhe inxhinierisë që nevojitet për të realizuar qasjen specifike të Helionit ndaj shkrirjes. Prototipi i gjeneratës së gjashtë, Trenta, u përfundua në vitin 2020 dhe rezultoi i aftë të arrinte 100 milionë gradë Celsius, një moment historik për të vërtetuar qasjen e Helion.

Polaris ka për qëllim të provojë, ndër të tjera, se mund të arrijë energji elektrike neto - domethënë të gjenerojë më shumë sesa konsumon - dhe tashmë ka filluar të projektojë sistemin e tij të gjeneratës së tetë, i cili do të jetë sistemi i tij i parë i klasës komerciale. Qëllimi është të demonstrohet që Helion mund të prodhojë energji elektrike nga shkrirja deri në vitin 2024 dhe të ketë energji në rrjet deri në fund të dekadës, më tha Kirtley.

Disa nga fizibiliteti i marrjes së energjisë së shkrirjes në rrjetin elektrik në Shtetet e Bashkuara varet nga faktorë që Helion nuk mund t'i kontrollojë - krijimi i proceseve rregullatore me Komisionin Rregullator Bërthamor dhe proceset e licencimit për të marrë miratimet e kërkuara të ndërlidhjes së rrjetit, një proces që Kirtley ka qenë e thënë mund të variojë nga disa vjet deri në dhjetë vjet. Për shkak se ka kaq shumë pengesa rregullatore të nevojshme për të futur fusion në rrjet, Kirtley tha se ai pret që klientët e tyre të parë që paguajnë ka të ngjarë të jenë klientët privatë, si kompanitë e teknologjisë që kanë qendra të të dhënave të uritura, për shembull. Puna me kompanitë e shërbimeve do të zgjasë më shumë.

Një pjesë e sistemit Polaris që duket ndoshta më e përbotshme për një ekspert jo shkrirjeje (si unë) Testi i Injektorit Polaris, i cili është mënyra se si karburanti për reaktorin e shkrirjes do të futet në pajisje.

Ndoshta metoda më e njohur e shkrirjes përfshin një tokamak, një pajisje në formë donuti që përdor magnet super të fuqishëm për të mbajtur plazmën ku mund të ndodhë reaksioni i shkrirjes. Një projekt ndërkombëtar i bashkimit bashkëpunues, i quajtur ITER ("rruga" në latinisht), po ndërton një tokamak masiv në Francën Jugore për të provuar qëndrueshmërinë e shkrirjes.

Helion nuk po ndërton një tokamak. Po ndërton një pajisje të gjatë të ngushtë të quajtur Field Reversed Configuration, ose FRC, dhe versioni tjetër do të jetë rreth 60 këmbë i gjatë.

Karburanti injektohet në breshëri të vogla të shkurtra në të dy skajet e pajisjes dhe një rrymë elektrike që rrjedh në një lak kufizon plazmën. Magnetët ndezin në mënyrë sekuenciale në impulse, duke dërguar plazmat në të dy skajet që gjuajnë drejt njëri-tjetrit me një shpejtësi më të madhe se një milion milje në orë. Plazmat përplasen me njëra-tjetrën në dhomën qendrore të shkrirjes ku bashkohen për t'u bërë një plazmë e dendur super e nxehtë që arrin 100 milionë gradë Celsius. Këtu ndodh shkrirja, duke gjeneruar energji të re. Bobinat magnetike që lehtësojnë ngjeshjen e plazmës gjithashtu rikuperojnë energjinë që gjenerohet. Një pjesë e kësaj energjie riciklohet dhe përdoret për të rimbushur kondensatorët që fillimisht kanë fuqizuar reaksionin. Energjia shtesë shtesë është energjia elektrike që mund të përdoret.  

Kirtley e krahason pulsimin e makinës së tyre të shkrirjes me një pistoni.

“Ti ngjesh karburantin, digjet shumë i nxehtë dhe shumë intensivisht, por vetëm për pak. Dhe sasia e nxehtësisë që lëshohet në atë puls të vogël është më shumë se një zjarr i madh që është ndezur gjatë gjithë kohës, "më tha ai. "Dhe për shkak se është një puls, sepse është vetëm një puls i vogël me intensitet të lartë, ju mund t'i bëni ata motorë shumë më kompakt, shumë më të vegjël", gjë që është e rëndësishme për mbajtjen e kostove të ulëta.

Ideja në fakt nuk është e re. Ajo u teorizua në vitet 1950 dhe 60, tha Kirtley. Por nuk ishte e mundur të ekzekutohej derisa u zhvilluan transistorët dhe gjysmëpërçuesit modernë. Të dy Pihl dhe Kirtley e shikuan fuzionin më herët në karrierën e tyre dhe nuk ishin të bindur se ishte ekonomikisht i qëndrueshëm derisa erdhën në këtë dizajn FRC. 

Një tjetër hendek për t'u kaluar: Ky dizajn përdor një karburant që është shumë i rrallë. Lënda djegëse për qasjen e Helionit është deuteriumi, një izotop hidrogjeni që është mjaft i lehtë për t'u gjetur, dhe heliumi tre, i cili është një lloj heliumi shumë i rrallë me një neutron shtesë.

“Duhet të thoshim se duhej të shkoje në hapësirën e jashtme për të marrë heliumin tre sepse ishte kaq i rrallë,” tha Kritley. Për të mundësuar shkallëzimin e makinës së tyre të shkrirjes, Helion po zhvillon gjithashtu një mënyrë për të bërë heliumin tre me shkrirje.

Nuk ka dyshim se Helion ka shumë hapa, procese dhe pengesa rregullatore përpara se të mund të sjellë energji të pastër të pakufizuar në botë, siç synon të bëjë. Por mënyra se si ndihet të ecësh përreth një objekti laboratorik të madh të hapur - me disa nga tifozët më të mëdhenj të tavanit që kam parë ndonjëherë - duket e mundur në një mënyrë që nuk e kisha ndjerë kurrë më parë. Duke ecur përsëri në tym atë ditë, isha shumë mirënjohëse që kisha atë dozë shprese.

Por shumica e njerëzve nuk po vizitonin laboratorin e Helion Energy atë ditë. Shumica e njerëzve ishin të ngujuar brenda, ose e rrezikonin veten jashtë, të paaftë për të parë horizontin, të paaftë për të parë një të ardhme ku ndërtimi i një makinerie shkrirjeje është një punë që po ekzekutohet si një mekanik që punon në një garazh. E pyeta Kirtley-n për ndjenjën e betejës që kisha nga dëshpërimi nga tymi dhe shpresa në pjesët e shkrirjes që po montoheshin.

“Disonanca konjitive e ndonjëherë asaj që shohim në botë dhe asaj që mund të ndërtojmë këtu është mjaft ekstreme,” tha Kirtley.

“Njëzet vjet më parë, ne ishim më pak optimistë për shkrirjen.” Por tani, sytë e tij shkëlqejnë ndërsa më shëtit nëpër laborator. “Unë jam shumë i emocionuar. Bëhem shumë – mund të thuash – marr shumë energji.”

Shkencëtarë të tjerë të rinj janë gjithashtu të ngazëllyer për fuzionin. Në fillim të javës kur e vizitova, Kirtley ishte në konferencën e Departamentit të Fizikës së Plazmës të Shoqatës Amerikane të Fizikës duke dhënë një fjalim.

"Në fund të bisedës sime, unë dola dhe ishin 30 ose 40 njerëz që erdhën me mua, dhe në korridor, ne folëm vetëm për një orë e gjysmë për industrinë," tha ai. “Eksitimi ishte i madh. Dhe shumë nga inxhinierët dhe shkencëtarët më të rinj që janë ose studentë të diplomuar ose postdoktorë, ose në 10 vitet e para të karrierës së tyre, janë vërtet të ngazëllyer për atë që industria private po bën.”