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Borrador: Kronos Fusion Energy Incorporated


Kronos Fusion Energy Incorporated es una empresa estadounidense centrada en el desarrollo de tecnología de energía de fusión. Fundada en 2022. [1] por Priyanca Iyengar Ford, junto con los cofundadores Paul Weiss , Carl Weggel y Konstantin Batygin , la empresa tiene como objetivo contribuir al sector energético mediante la creación de soluciones de energía de fusión sostenibles y eficientes. El proyecto principal de la empresa, el dispositivo de energía de fusión Kronos SMART (Superconducting Minimum-Aspect-Ratio Torus) , representa un avance en el campo de la tecnología de fusión [2] . Kronos Fusion Energy ha estado involucrada en la investigación y el desarrollo de algoritmos de energía de fusión desde 2014, lo que llevó a su incorporación formal en 2022.

Historia

Kronos Fusion Energy fue fundada en 2022 por Priyanca Iyengar Ford, junto con los cofundadores Paul Weiss, Carl Weggel y Konstantin Batygin. La empresa se ha centrado en el desarrollo de algoritmos de energía de fusión desde 2014, con el objetivo de crear una fuente de energía sostenible y segura a través de la tecnología de fusión. Los fundadores cuentan con experiencia e investigación en instituciones como el MIT , Harvard , UCLA y Caltech , que han marcado la dirección de la empresa en el sector de la energía de fusión [3] .

El desarrollo del dispositivo de energía de fusión SMART (Superconducting Minimum-Aspect-Ratio Torus ) es un esfuerzo central de Kronos Fusion Energy. Este dispositivo, diseñado por Carl Weggel [4] , está diseñado para abordar los desafíos de la fusión por confinamiento magnético (MCF) y tiene como objetivo proporcionar una solución escalable y económicamente viable para generar energía limpia . El dispositivo SMART incorpora materiales superconductores avanzados para mejorar la eficiencia y la producción de energía, con un diseño que incluye una carcasa esférica y varias bobinas, como bobinas de campo toroidales y políoidales, reforzadas con materiales como fibra de grafito o grafeno para una mayor integridad estructural. El dispositivo apunta a una ganancia mecánica de energía de fusión Q40 [5] , que tiene como objetivo mejorar el rendimiento y la rentabilidad de los reactores de fusión.

Tecnología

El dispositivo de energía de fusión SMART de Kronos Fusion Energy utiliza tecnología de fusión por confinamiento magnético (MCF), que emplea campos magnéticos para confinar el plasma [6] —gas ionizado caliente necesario para la fusión nuclear— a temperaturas extremadamente altas. El dispositivo está diseñado para optimizar el confinamiento del plasma y lograr las condiciones necesarias para reacciones de fusión sostenidas. El diseño del dispositivo SMART se centra en lograr una generación de energía eficiente y escalable, con posibles aplicaciones en varios sectores, incluida la calefacción industrial y la generación de energía .

El enfoque de la empresa en la fusión aneutrónica de helio-3 es particularmente notable por su potencial para reducir los riesgos de radiación y simplificar el diseño de reactores. El helio-3, cuando se utiliza en reacciones de fusión, produce una cantidad mínima de neutrones, lo que lo convierte en una alternativa más limpia a los métodos de fusión convencionales. Sin embargo, la escasez de helio-3 en la Tierra presenta desafíos, aunque los recientes avances tecnológicos y la posibilidad de minería lunar han renovado el interés en esta vía de fusión.

Investigación y desarrollo

Kronos Fusion Energy ha centrado sus esfuerzos de investigación y desarrollo en la integración de tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial , el aprendizaje automático y la computación cuántica en sus sistemas de energía de fusión. Estas tecnologías se emplean para optimizar las reacciones de fusión y mejorar la producción de energía . Las iniciativas de investigación de la empresa tienen como objetivo contribuir a una comprensión científica más amplia de la energía de fusión y promover la viabilidad comercial de los reactores de fusión .

Liderazgo y equipo fundador

Kronos Fusion Energy está dirigida por un equipo con amplia experiencia en energía de fusión, ciencias de los materiales y campos relacionados. El equipo directivo incluye a Priyanca Iyengar Ford (fundadora y directora ejecutiva), Paul Weiss (cofundador y científico jefe de materiales), Carl Weggel (cofundador e ingeniero nuclear principal ) y Konstantin Batygin (cofundador y matemático jefe). La empresa se beneficia de la experiencia de otros miembros clave del equipo y asesores, que en conjunto aportan décadas de experiencia en investigación y desarrollo de energía de fusión.

Visión e impacto

Kronos Fusion Energy tiene como objetivo comercializar su tecnología de energía de fusión para 2032, con el objetivo de lograr un bajo costo nivelado de la electricidad (LCOE) y proporcionar una fuente de energía sostenible y económicamente viable. La empresa prevé que su tecnología SMART desempeñará un papel fundamental a la hora de abordar los desafíos energéticos globales, incluida la reducción de las emisiones de carbono y el suministro de energía limpia para aplicaciones industriales. Kronos Fusion Energy se compromete a avanzar en su tecnología de fusión a través de la innovación continua, aprovechando los últimos avances en inteligencia artificial , aprendizaje automático y computación cuántica para optimizar el rendimiento del reactor y acelerar la comercialización [7].

Lista de máquinas ST

Jubilado

Operacional

Bajo construcción

Propuesto

Véase también

Referencias

  1. ^ Energía, Kronos Fusion (16 de marzo de 2022). "Kronos Fusion Energy planea convertir a Estados Unidos en líder mundial en generación de energía de fusión". Sala de prensa de GlobeNewswire . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  2. ^ "Kronos Fusion Energy busca dar los siguientes pasos con Direct Fusion Drive". www.powersystemsdesign.com . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  3. ^ "Kronos Fusion Energy lanza el innovador enfoque SMART 40: marcando el comienzo de una nueva era de energía limpia y sin límites - World-Energy". www.world-energy.org . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  4. ^ "KRONOS FUSION ENERGY PRESENTA UN IMÁN SUPERCONDUCTOR DE ALTA TEMPERATURA DE 30 TESLA PARA UNA FUSIÓN ANEUTRÓNICA REVOLUCIONARIA". NEWS10 ABC . EIN Presswire. 2023-08-31 . Consultado el 2024-08-05 .
  5. ^ "Kronos Fusion Energy lanza el innovador enfoque SMART 40: marcando el comienzo de una nueva era de energía limpia y sin límites". www.acnnewswire.com . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  6. ^ "Kronos Fusion Energy anuncia la creación de la primera fábrica de componentes de energía de fusión del mundo en India". rivercountry.newschannelnebraska.com . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  7. ^ "Kronos Fusion Energy Defense Systems adopta un enfoque sincronizado para comercializar la generación de energía de fusión". Yahoo Finance . 18 de marzo de 2022 . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .

Referencias adicionales

1.       "NSTX-U Press Kit" Laboratorio de Física del Plasma de Princeton.

2.       "Diagrama de cambios de NSTX-U". Archivado desde el original. Consultado el 14 de noviembre de 2020.

3. El papel del tokamak esférico en el programa de ciencias de la energía de fusión de EE.UU. Menard, 2012

4.       "PPPL lanzará una importante actualización de una instalación clave de pruebas de energía de fusión". Laboratorio de Física del Plasma de Princeton. Enero de 2012. Archivado desde el original. Consultado el 12 de diciembre de 2015.

5.       "Descripción general del diseño de ingeniería y física del proyecto de recuperación NSTX-U" (PDF). SP Gerhardt, et al. Archivado desde el original (PDF). Consultado el 7 de septiembre de 2019.

6.       "Plan de recuperación NSTX-U: Formulario de notificación de evaluación ambiental" (PDF). Proyecto de recuperación NSTX-U. Agosto de 2017. $65,000,000 ... * Rediseño y reemplazo de las bobinas del campo poloidal interno (PF): las seis bobinas magnéticas PF-I se reemplazarían con bobinas nuevas o con un diseño mejorado: no tendrían mandril, no tendrían muescas ni juntas de soldadura. * Rediseño y reemplazo de las regiones polares de NSTX-U: la parte superior e inferior del dispositivo NSTX-U se rediseñarían con numerosas mejoras de diseño. Todos los sellos de anillo tórico simples se reemplazarían por anillos tóricos dobles o una estructura metálica, la interfaz de vacío PF-1c se haría más robusta, se eliminaría uno de los aisladores cerámicos superior o inferior y los soportes de la bobina PF-lb se aislarían térmicamente del recipiente. * Rediseño y reemplazo de los componentes de revestimiento de plasma.

7.       "[1st] Review of NSTX-U Recovery plans notes progress and outlines challenges" (PDF). Laboratorio de Física del Plasma de Princeton. 12 de febrero de 2018.

8. Cho, Adrian (6 de febrero de 2020). «Tras décadas de decadencia, el laboratorio nacional de fusión de Estados Unidos busca renacer». Ciencia | AAAS. Consultado el 7 de febrero de 2020.      

9. Gerhardt, Stefan (16 de marzo de 2022). "Reunión del equipo 16/3/2022" (PDF). Consultado el 14 de octubre de 2022.

10. ASIPP ( China ). Su principal instalación es el tokamak EAST , que funciona desde 2006. Es el primer tokamak que emplea imanes toroidales y poloidales superconductores y ha establecido varios récords en la operación de plasma de tokamak de alto parámetro y pulso largo.

11. CEA Cadarache ( Francia ). Opera el tokamak WEST .

12. Culham Centre for Fusion Energy ( Reino Unido ). Es sede del Joint European Torus (JET) y del Mega Ampere Spherical Tokamak-Upgrade (MAST-U).

13. EPFL Swiss Plasma Center ( Suiza ). Opera el tokamak de configuración variable (TCV) especializado en la investigación de modelado de plasma.

14. General Atomics ( Estados Unidos ). Actualmente opera el tokamak DIII-D .

15. Instituto Max Planck de Física del Plasma ( Alemania ). Sus principales instalaciones experimentales son el tokamak ASDEX Upgrade y el estelarizador Wendelstein 7-X .

16. MIT Plasma Science and Fusion Center ( Estados Unidos ). Anteriormente operó el tokamak Alcator C-Mod entre 1991 y 2016, y actualmente está construyendo el tokamak SPARC con Commonwealth Fusion Systems .

17. Laboratorio de Física del Plasma de Princeton ( Estados Unidos ). Su principal experimento de fusión es el National Spherical Torus Experiment-Upgrade (NSTX-U).

18. Sykes 1998 , pág. 1.

19. "Derek Robinson: físico dedicado a crear una forma segura de energía a partir de la fusión" Archivado el 8 de enero de 2023 en Wayback Machine. The Sunday Times, 11 de diciembre de 2002

20. Sykes, Alan; et al. (1992). "Primeros resultados del experimento START". Fusión nuclear. 32 (4): 694. doi : 10.1088/0029-5515/32/4/I16. S2CID : 250817374.

21.  Sykes 1997 , pág. B248.

22.  Sykes 2008 , pág. 29.

23.  Sykes 1998 , pág. 4.

24.  Sykes 2008 , pág. 18.

25. El experimento PROTO-SPHERA, un innovador esquema de confinamiento para la fusión Archivado el 2 de mayo de 2018 en Wayback Machine . Franco Alladio, Instituto Nazionale de Fisica Nucleare. Italia. 14 de septiembre de 2017.

26. Leone, Marco (14 de noviembre de 2017), L'esperimento Proto-Sphera [El experimento Proto-Sphera] (en italiano), Cronache dal Silenzio, En los reactores comunes, se intenta evitar la formación de inestabilidades, porque estas pueden hacer que el plasma se escape del camino establecido por el campo magnético y dañe las paredes internas del reactor. Para limitar esto, la superficie del toroide de plasma normalmente se modela de manera que las inestabilidades se concentren hacia un área que puede dañarse libremente, llamada divertor . En Proto-Sphera, en cambio, se explotan las inestabilidades: al hacer inestable la columna, esta colapsa en un toroide esférico, explotando el fenómeno de la reconexión magnética : un fenómeno que tiene lugar en el plasma y en el que la energía magnética del plasma se convierte en energía cinética del propio plasma.

27.  Sykes 2008 , pág. 20, imágenes.

28.  Freidberg 2007 , pág. 414.

29.  Freidberg 2007 , pág. 413.

30.  Sykes 2008 , pág. 24.

31. Costley, AE; McNamara, SAM (7 de enero de 2021). "Rendimiento de fusión de tokamaks esféricos y convencionales: implicaciones para plantas piloto y reactores compactos. Plasma Physics and Controlled Fusion. 63 (3): 035005. " Bibcode :2021PPCF...63c5005C. doi : 10.1088/1361-6587/abcdfc, ISSN : 0741-3335.

32.  Sykes 2008 , pág. 13, ejemplos.

33. Herman, Robin (1990). Fusión: la búsqueda de energía infinita. Cambridge University Press. pág. 30.

34.  Freidberg 2007 , pág. 287.

35.  Freidberg 2007 , pág. 412.

36.  Sykes 2008 , pág. 43.

37. Micozzi, P.; Alladio, F.; Mancuso, A.; Rogier, F. (septiembre de 2010). "Límites ideales de estabilidad de MHD de la configuración PROTO-SPHERA". Fusión nuclear. 50 (9). 095004. Bibcode : 2010NucFu..50i5004M. doi : 10.1088/0029-5515/50/9/095004. S2CID : 54808693.

38. Yican Wu; Lijian Qiu; Yixue Chen (noviembre de 2000). "Estudio conceptual sobre el poste conductor central de metal líquido en reactores tokamak esféricos". Ingeniería y diseño de fusión . 51–52: 395–399. Bibcode : 2000FusED..51..395W. doi : 10.1016/S0920-3796(00)00301-X. ISSN : 0920-3796.

39. Sweeney, R.; Creely, AJ; Doody, J.; Fülöp, T.; Garnier, DT; Granetz, R.; Greenwald, M.; Hesslow, L.; Irby, J.; Izzo, VA; La Haye, RJ (2020). "Estabilidad y disrupciones de MHD en el tokamak SPARC". Revista de Física del Plasma. 86 (5): 865860507. Bibcode :2020JPlPh..86e8607S. doi : 10.1017/S0022377820001129. ISSN : 0022-3778. S2CID : 224869796.

40. Kuang, AQ; Ballinger, S.; Brunner, D.; Canik, J.; Creely, AJ; Gray, T.; Greenwald, M.; Hughes, JW; Irby, J.; LaBombard, B.; Lipschultz, B. (2020). "Desafío y mitigación del flujo de calor del desviador en SPARC". Journal of Plasma Physics. 86 (5): 865860505. Bibcode :2020JPlPh..86e8605K. doi :10.1017/S0022377820001117. ISSN : 0022-3778. S2CID : 224847975.

41. Casali, L; Eldon, D; et al. (2022). "Fuga de impurezas y enfriamiento radiativo en el primer estudio de siembra de nitrógeno y neón en la configuración cerrada DIII-D SAS". Nucl. Fusión. 62 (2): 026021. Bibcode : 2022NucFu..62b6021C. doi : 10.1088/1741-4326/ac3e84. OSTI : 1863590. S2CID : 244820223.