Laser di 'Star Wars' e cascate di sale fuso: come Xcimer pianifica di realizzare l'energia della fusione

Conner Galloway e Alexander Valys seguono da vicino gli sviluppi nella ricerca sulla fusione nucleare da quando erano coinquilini al MIT circa 20 anni fa. Per gran parte di quel tempo, non era il passatempo più eccitante: le novità erano poche e distanti, e la fusione commerciale rimaneva perpetuamente all'orizzonte, sempre a 20 anni di distanza dal fornire energia economica, inesauribile e priva di inquinamento.

Tuttavia, nell'agosto 2021, i due hanno notato alcune notizie che suggerivano che l'energia della fusione fosse finalmente a portata di mano. Gli scienziati che lavoravano su un certo tipo di fusione nucleare presso il National Ignition Facility (NIF) avevano raddoppiato il loro precedente miglior risultato.

Sebbene sia passato in gran parte inosservato nella stampa popolare, Galloway e Valys sapevano che segnava un punto di svolta. 'Quello è stato uno dei momenti chiave. È come dire, ora è il momento', ha detto Valys a TechCrunch.

Spinto all'azione, Galloway ha iniziato a perfezionare i suoi piani per ciò che sarebbe diventata Xcimer Energy, una startup fondata nel gennaio 2022. Valys si è unito ad aprile e da allora i due hanno lavorato silenziosamente con il loro team per elaborare piani per una centrale elettrica a fusione che dicono avere la migliore possibilità di fornire energia su scala commerciale.

'Il tipo di fusione a confinamento inerziale che stiamo perseguendo ha la migliore economia nel lungo termine', ha detto Galloway.

Xcimer sta perseguendo quello che è noto come fusione a confinamento inerziale. È lo stesso tipo utilizzato dal NIF, che ha dimostrato nel dicembre 2022 che la fusione nucleare controllata poteva produrre più energia di quella necessaria per avviare la reazione. Nel confinamento inerziale, un raggio laser viene sparato su un piccolo pellet di combustibile, comprimendolo e riscaldandolo fino al punto in cui gli atomi di deuterio e trizio iniziano a fondersi, rilasciando enormi quantità di energia nel processo.

Ma Xcimer ha seguito ciò che è meglio descritto come una ridisegno della tecnologia sottostante.

Inizia con il laser: il design di Xcimer è più recente e promette di essere più potente. Mentre la potenza del sistema del NIF si ferma a circa 2 megajoule, la startup punta a 10 megajoule per il suo design su scala commerciale. Inoltre, il design di Xcimer dovrebbe essere significativamente più economico da costruire e far funzionare. È simile in principio a quello usato da anni nella produzione di semiconduttori, e il modo in cui il raggio laser è focalizzato si basa sulla ricerca effettuata come parte dell'Iniziativa per la Difesa Strategica degli anni '80, a volte chiamata Star Wars.

Mentre molte proposte di confinamento inerziale suggeriscono di sparare il laser su diversi pellet di combustibile al secondo, Galloway ha detto che Xcimer pianifica di spararne uno ogni pochi secondi.

Anche l'interno del reattore di Xcimer avrà un aspetto un po' diverso. Le esplosioni di fusione avverranno all'interno di una cascata di sale fuso anziché in un reattore a pareti di acciaio. Il sale in fusione assorbirà l'energia della reazione e aiuterà a generare vapore per alimentare una turbina. La cascata dal suono infernale ha anche un bel vantaggio, proteggendo le pareti del reattore dal danneggiamento, una preoccupazione principale per altri progetti. 'Non dobbiamo sostituire la prima parete per tutta la vita della centrale', ha detto Galloway. 'Può durare 30 anni con una sola camera.'

Nonostante sia nata solo due anni fa, Xcimer ha un piano decennale per arrivare a una centrale pilota che, afferma, dimostrerà che le sue ambizioni su scala commerciale non sono solo teoriche.

Nei prossimi due anni, l'azienda sta costruendo una versione dimostrativa in scala del suo sistema laser, che l'azienda chiama Phoenix. Anche se questa demo non raggiungerà i 10 megajoule, sarà abbastanza simile per dimostrare i risparmi di costo, ha detto Valys.

Per superare questa fase, Xcimer ha raccolto un finanziamento di $100 milioni in Serie A, ha rivelato esclusivamente all TechCrunch. Il giro è stato guidato da Hedosophia, con la partecipazione di Breakthrough Energy Ventures, Emerson Collective, Gigascale Capital, Lowercarbon Capital, Prelude Ventures e Starlight Ventures. La startup ha anche un finanziamento di $9 milioni basato su obiettivi dal Dipartimento dell'Energia.

'Questo ci porterà attraverso la dimostrazione di questo intero sistema laser prototipo e attraverso i nostri obiettivi per ulteriori sviluppi della tecnologia e della tabella di marcia per il resto della centrale', ha detto Valys. 'È anche più che sufficiente per la fase iniziale del programma dei traguardi del DOE.'

I due amici sono sicuri che il loro piano decennale funzionerà. 'Questa è una scienza provata', ha detto Galloway. 'È solo una questione di costruire un laser abbastanza grande, sufficientemente economico ed efficiente.'