Niedawno startup z San Francisco, którego współzałożycielem jest laureat Nagrody Nobla –Shuji Nakamura - planuje komercjalizację reaktorów termojądrowych z wykorzystaniem technologii laserowej około 2030 roku.
Shuji Nakamura, który w 2014 roku zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wynalezienie niebieskiej diody elektroluminescencyjnej, założył firmę Blue Laser Fusion w listopadzie 2022 roku w Palo Alto w Kalifornii. Wśród partnerów jest Hiroaki Ohta, były dyrektor generalny producenta dronówACSL spółka z ograniczoną odpowiedzialnościąStartup, który wcześniej zebrał 25 milionów dolarów, planuje zbudować mały eksperymentalny reaktor w Japonii w 2024 roku we współpracy ze spółką zależną Toshiba Corp. Japonia jest dobra w produkcji, podczas gdy Stany Zjednoczone są dobre w biznesie i marketingu i chcą połączyć siły obu krajów, aby zbudować reaktor termojądrowy, powiedział Nakamura, profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara.
Obecnie Blue Laser Fusion planuje komercjalizację reaktora termojądrowego, który mógłby wytworzyć 1 gigawata energii elektrycznej, co odpowiada mocy wyjściowej przeciętnego reaktora jądrowego. Koszt budowy wyniesie około 3 miliardów dolarów. A technologia syntezy jądrowej ma na celu odtworzenie procesu zachodzącego na Słońcu w celu wytworzenia dużych ilości energii w kontrolowany sposób. W przeciwieństwie do rozszczepienia jądrowego, fuzja nie wytwarza odpadów radioaktywnych, co czyni ją obiecującym źródłem energii nie tylko dla Ziemi, ale także dla misji kosmicznych. Aby zainicjować zapłon termojądrowy, naukowcy muszą podgrzać paliwo do temperatury ponad miliona stopni Celsjusza, co osiągnęli różnymi metodami. Głównym wyzwaniem jest jednak podtrzymanie reakcji i wytworzenie większej ilości energii, niż zużywa się w procesie syntezy jądrowej. W dążeniu do podtrzymania reakcji syntezy jądrowej naukowcy zajmujący się energią jądrową stosują dwie główne metody. Pierwszy polega na zamknięciu magnetycznym, w którym silne magnesy są używane do utrzymywania stanu plazmy paliwa na powierzchni pierścienia lub w kształcie pączka. Ta metoda doprowadziła do powstania reaktorów tokamaków i wzbudziła duże zainteresowanie i inwestycje ze strony firm i inwestorów venture capital; drugi używa laserów i strzela nimi w krótkich odstępach czasu. Jednak wadą tej metody jest to, że duże urządzenia nie mogą strzelać laserami w sposób ciągły, a małe urządzenia nie mogą wytwarzać wystarczająco dużej mocy wyjściowej, aby zapalić paliwo termojądrowe. W tym miejscu firma Blue Laser Fusion uważa, że może to coś zmienić. Nakamura, który zdobył Nagrodę Nobla za pionierską pracę nad opracowaniem niebieskich diod elektroluminescencyjnych, wierzy, że jego firma może wykorzystać jego wiedzę na temat półprzewodników do stworzenia bezpiecznej ścieżki realizacji syntezy jądrowej i przekształcenia jej w technologię opłacalną komercyjnie. Konkretne szczegóły metody pozostają nieujawnione, ponieważ Blue Laser Fusion jest obecnie w trakcie składania wniosku patentowego. Jednak Nakamura jest przekonany, że zbudowanie szybkostrzelnego lasera jest wykonalne i przewiduje, że do końca stulecia w Japonii lub Stanach Zjednoczonych powstanie reaktor jądrowy o mocy jednego gigawata. Dopóki ten kamień milowy nie zostanie osiągnięty, firma zamierza do końca przyszłego roku zbudować małą pilotażową fabrykę w Japonii.
W ciągu kilku miesięcy od powstania firma Blue Laser Fusion złożyła kilkanaście wniosków patentowych w Stanach Zjednoczonych i innych krajach. Firma bada również wykorzystanie boru zamiast deuteru jako paliwa do reaktorów termojądrowych. Firma twierdzi, że korzystniejszym wyborem jako paliwo jest bor, ponieważ nie wytwarza szkodliwych neutronów. Blue Laser Fusion nawiązało również współpracę z innymi japońskimi firmami, takimi jak Toshiba Energy Systems & Solutions, producent turbin dla elektrowni jądrowych, oraz firma YUKI Holdings z siedzibą w Tokio, która świadczy usługi w zakresie obróbki metali.2022 W grudniu Lawrence Livermore National Laboratory w USA z powodzeniem zademonstrowali wykorzystanie laserów do generowania większej ilości energii z procesu syntezy jądrowej. Niemniej jednak osiągnięcie to jest tylko chwilowe, a aby synteza niebieskiego lasera była opłacalna komercyjnie, muszą wykazać się długoterminową trwałością.
