Das ZC Institute, ein in Atlanta ansässiges Fusionsenergieunternehmen, hat Pläne für Kardashen Eins bekannt gegeben, einen Fusions-Prototypreaktor, der Energie zurückgewinnen soll, die aktuelle Fusionsreaktoren als entweichende Strahlung und Neutronen verlieren. Das Unternehmen hat außerdem Professor Jason Cassibry und sein Team an der University of Alabama in Huntsville (UAH) beauftragt, die Feldverzerrungstechnologie, auf der das Konzept beruht, unabhängig zu testen.
Jeder heutige Fusionsansatz, ob Trägheitsfusion (Laser) oder magnetischer Einschluss (Tokamak), verliert erhebliche Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung und Neutronen. Kein bisher gebauter Fusionsreaktor hat einen Netto-Energiegewinn aus dem gesamten Reaktorsystem erzielt. Magnetfelder, die geladene Teilchen an Ort und Stelle halten, können neutrale Teilchen wie Neutronen oder elektromagnetische Strahlung nicht einschließen. Diese Energie entweicht einfach in die Reaktorwände, treibt die Kosten in die Höhe und erzeugt langlebigen radioaktiven Abfall, der Wartung und Stilllegung erschwert.
„Fusion ist der heilige Gral der Energie, der Inbegriff dessen, wozu wir fähig sind“, sagte Dr. Chance M. Glenn Sr., Gründer von Morningbird Space, und erklärte, dass die Sonne als stabile Fusionsreaktion dient.
Im Oktober 2024 erzeugte und detektierte Glenns Labor an der Alabama A&M University eine messbare, labormaßstäbliche Raumzeitverzerrung mithilfe eines Hochspannungs-ESD-Funkenstreckens (elektrostatische Entladung) und Laserinterferometrie; diese Arbeit wurde inzwischen in Peer-Review-Fachzeitschriften veröffentlicht. Mit derselben Technik demonstrierte Glenns Team, dass das ESD-Gerät Photonen ablenken kann – ein Ergebnis, das weiterhin grundlegend für die nun unter dem Fusionsreaktor-Prototyp fortgesetzte Arbeit ist.
Das ZC Institute hat die ESD-Technologie von Morningbird Space lizenziert, um den nächsten Schritt umzusetzen: Neutronen auf dieselbe Weise abzulenken, wie Photonen abgelenkt wurden, und sie zurück in die Fusionsreaktion zu leiten, anstatt diese Energie entweichen zu lassen. Die Vision ist, dass Kardashen Eins einen konventionellen Tokamak mit der lizenzierten ESD-Raumzeit-Verzerrungstechnologie kombiniert.
„Das Einzigartige an unserem Ansatz ist, Neutronen zurückzugewinnen und sie zurück in die Reaktion zu lenken, was den Reaktor nicht nur stabil, sondern auch effizient macht und mehr Energie erzeugt, als man hineinsteckt. Wenn meine Arbeit dazu beitragen kann, bin ich stolz, Teil davon zu sein“, sagte Glenn.
Glenn bringt seine Feldverzerrungsapparatur an die University of Alabama in Huntsville, wo Professor Jason Cassibrys Labor als unabhängige Drittanbieter-Teststelle dient. Cassibrys Team, das hauptsächlich aus Bachelor- und Masterstudenten besteht, baut die für die Bewertung erforderliche Neutronen erzeugende Ausrüstung und wird seine Ergebnisse an das ZC Institute melden.
„Eine Technologie wie diese, die Neutronen ablenken und möglicherweise vor Strahlungsverlusten isolieren könnte, wäre transformativ für die kontrollierte thermonukleare Fusion für Energie und Antrieb“, sagte Cassibry.
Sobald die Hardware in Betrieb genommen ist, wird Cassibrys Team Glenns Apparatur gegen seine Neutronenquellen testen, bewerten, ob der behauptete Feldverzerrungseffekt Bestand hat, und einen Datenbericht an das ZC Institute übermitteln. Die Tests werden für diesen Herbst erwartet und stellen einen frühen unabhängigen Schritt dar, um zu bestimmen, ob entweichende Neutronen und Strahlung eines Tages zurück ins Plasma gelenkt werden könnten, anstatt an den Reaktorwänden verloren zu gehen.
„Jedes andere Fusionsunternehmen kocht mit offenem Topfdeckel“, sagte Greg Hodgin, Gründer und CEO des ZC Institute. „Wir sind das erste Fusionsunternehmen, das versucht, den Deckel aufzusetzen. Unser Prototyp wird endlich zeigen, dass Fusion auf der Erde machbar ist.“
Wenn Glenns Ansatz unter unabhängigen Tests Bestand hat, könnte die Fähigkeit, Strahlung einzufangen und Neutronen zu kontrollieren, die Konstruktion zukünftiger Fusionsreaktoren erheblich vereinfachen, eines der schwierigsten technischen Probleme des Feldes lindern und langfristige Schäden an Reaktorwänden und Tragstrukturen reduzieren. Das ZC Institute warnt jedoch, dass zwischen diesem Validierungsschritt und einem einsatzbereiten Reaktor noch erhebliche Arbeit liegt, einschließlich des Nachweises, dass der Effekt so skaliert werden kann, dass er mehr nutzbare Energie erzeugt als verbraucht.
Wenn der Ansatz wie erhofft funktioniert, könnten dieselben Neutronenmanagement-Werkzeuge sowohl terrestrische Fusionskraftwerke als auch fortschrittliche Weltraumantriebskonzepte unterstützen, bei denen kompakte, leistungsstarke Fusionssysteme die Missionszeiten verkürzen und die Möglichkeiten für die menschliche und robotische Erforschung erweitern könnten.
