Proxima Fusion, công ty được đầu tư mạo hiểm đang nỗ lực biến phản ứng nhiệt hạch hạt nhân thành hiện thực, vừa công khai thiết kế lò phản ứng của mình trên một tạp chí khoa học. Mặc dù là công trình kỹ thuật cao liên quan nhiều đến kỹ thuật, nhưng công ty muốn chia sẻ thông tin này với cộng đồng nhiệt hạch, bất kể trụ sở ở đâu trên thế giới.
Trong nỗ lực khai thác năng lượng không phát thải, các nhà khoa học đang nghiên cứu phát triển công nghệ nhiệt hạch hạt nhân. Khác với phân hạch hạt nhân, liên quan đến việc phân tách các nguyên tử, nhiệt hạch hạt nhân hoạt động bằng cách kết hợp các hạt nhân nguyên tử nhẹ hơn tạo thành nguyên tử nặng hơn. Quá trình này giải phóng một lượng lớn năng lượng mà không có bất kỳ khí thải carbon hoặc chất thải phóng xạ nào.
Các viện nghiên cứu và công ty khởi nghiệp hiện đang nỗ lực phát triển công nghệ nhiệt hạch và triển khai thương mại để cung cấp năng lượng cho lưới điện. Phần lớn công việc về năng lượng nhiệt hạch diễn ra trong thiết kế lò phản ứng nhiệt hạch tokamak. Tuy nhiên, cách tiếp cận của Proxima hơi khác vì sử dụng lò phản ứng stellarator.
Lò phản ứng tokamak và lò phản ứng stellarator sử dụng nam châm điện cực mạnh để chứa plasma nhiệt hạch bên trong các bình chứa hình bánh rán. Tuy nhiên, có sự khác biệt về cách chúng thực hiện được điều này.
Trong khi lò phản ứng tokamak sử dụng kết hợp nam châm điện và plasma cảm ứng dòng điện, lò phản ứng stellarator chỉ hoạt động bằng nam châm. Điều này đòi hỏi thiết kế bình chứa và nam châm phải phức tạp hơn nhiều, trong khi vẫn cho phép phản ứng diễn ra liên tục và an toàn.
Do đó, lò phản ứng stellarator có lợi thế là hoạt động liên tục trong thời gian dài hơn, bảo vệ vật liệu tốt hơn so với lò phản ứng tokamak, đồng thời cũng dễ vận hành hơn.
Khoảng một thập kỷ trước, các nhà nghiên cứu tại MIT đưa ra cách xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch quy mô thương mại, sử dụng thiết kế lò phản ứng tokamak. Sau đó, một loạt công ty khởi nghiệp làm việc với phương pháp tokamak để đạt được năng lượng nhiệt hạch hạt nhân.
Công nghệ năng lượng nhiệt hạch hiện đã đạt được cột mốc quan trọng khác, với thiết kế nguồn mở cho thiết kế lò phản ứng stellarator thương mại.
Được thành lập cách đây hơn 2 năm, Proxima Fusion là công ty tách ra từ Viện vật lý Plasma Max Planck (IPP), nơi phát triển thiết kế nguyên mẫu lò phản ứng stellarator tiên tiến nhất thế giới, Wendelstein 7-X. Proxima đặt mục tiêu thiết kế stellarator quy mô thương mại với thời hạn 2 năm nhưng hoàn thành chỉ trong 1 năm.
Được gọi là Stellaris, khái niệm tích hợp này tận dụng từ trường mạnh hơn có thể tạo ra bằng công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) để chế tạo lò phản ứng stellarator nhỏ hơn mà không ảnh hưởng đến sản lượng năng lượng.
Thiết kế Stellaris đã trải qua quá trình đánh giá chi tiết ngang hàng, đảm bảo có thể vượt qua các hạn chế về vật lý và kỹ thuật thông qua nhiều mô phỏng khác nhau. Công ty hiện sẵn sàng thực hiện bước tiếp theo, xây dựng một nhà máy trình diễn có tên Alpha sớm nhất là vào năm 2031.
Nếu mọi việc suôn sẻ, thiết kế của Proxima Fusion có thể cung cấp điện cho lưới điện sớm nhất là vào thập kỷ tới. Các nghiên cứu được công bố trên tạp chí Fusion Engineering and Design.
