Prif Swyddog Gweithredol Tokamak Energy Yn Gweld Diwrnodau Addawol o'r Blaen Ar Gyfer Ymasiad Niwclear

Gyda’r holl newyddion diweddar ynglŷn â datblygiadau mewn ymasiad niwclear, gan gynnwys cyhoeddiad yr Adran Ynni bod gwyddonwyr yn Labordy Cenedlaethol Lawrence Livermore wedi cyflawni adwaith ymasiad gydag enillion ynni net, cyfle a gododd yn ddiweddar i gyfweld Chris Kelsall, Prif Swyddog Gweithredol Tokamak Energy , yn ymddangos yn ffodus.

Mewn e-bost ddydd Gwener, galwodd Kelsall gyhoeddiad DOE yn “ganlyniad trawiadol. Rydym mewn ras yn erbyn amser i gael gwared yn raddol ar danwydd ffosil a gwneud ymasiad yn ateb sydd ar gael yn fyd-eang ar gyfer anghenion ynni'r byd. Mae cynnydd o’r natur hwn yn wych i’r diwydiant wrth i fwy o fuddsoddiad preifat a chyhoeddus lifo i dechnoleg ymasiad.”

Yn ystod ein cyfweliad, a gynhaliwyd cyn cyhoeddiad y DOE, nododd Kelsall fod cynnydd ynni net ymylol fel yr un a adroddwyd gan Livermore yr wythnos diwethaf (3.15 megajoule o allbwn ynni o fewnbwn o 2.05 megajoule a gyflwynwyd), fodd bynnag, yn ffracsiwn o'r maint. cynnydd ynni net y mae'n rhaid ei gyflawni yn y pen draw i wneud technoleg ymasiad yn wirioneddol raddadwy.

“Nid yw hyn yn ymwneud â phrofi enillion ynni net yn unig,” meddai wrthyf. “Mae’r gwyddonwyr yn ei alw’n Q yn fwy nag un. Nid yw hynny'n amod digonol ar gyfer ynni ymasiad masnachol. Yn wir, mae angen i ni fod yn cyrraedd o leiaf Q yn fwy na deg. “Rydym yn anelu at Q o 25 ar gyfer yr ymasiad masnachol gorau posibl i ddarparu ffynhonnell ynni gyson ar gyfer cartrefi a diwydiant.”

Dywed Kelsall fod y cwmni ar y ffordd i arddangos pŵer glân, parod ar gyfer y grid erbyn dechrau'r 2030au. “Mae gan y tokamak sfferig fanteision effeithlonrwydd sylweddol ar y llwybr i ynni ymasiad cost-effeithiol mewn gweithfeydd pŵer cryno, i'w defnyddio'n fyd-eang. Mae ein technoleg yn defnyddio meysydd magnetig cryf i gynnwys y plasma - y tanwydd ymasiad - mewn tokamak sfferig a fydd yn darparu allbwn pŵer parhaus. Rydyn ni nawr yn canolbwyntio ar ddatblygu gwybodaeth hanfodol ar gyfer ein dyfais ymasiad prototeip uwch ST80-HTS a’n ffatri beilot, ST-E1, wrth i ni weithio tuag at ddarparu ymasiad glân, diogel, cost isel i bawb.”

Wedi'i leoli ym Mharc Milton, sydd ychydig i'r de o Rydychen ac i'r gorllewin o Lundain, sefydlwyd Tokamak Energy yn 2009. “Roedd yn ddeilliad o labordai ymchwil Culham sydd ychydig i'r gogledd o leoliad ein swyddfa,” dywed Kelsall. “Mae’r labordai’n gysylltiedig â Phrifysgol Rhydychen ac mae ganddyn nhw achau eithaf hir mewn ymchwilio i dechnoleg ymasiad, sy’n mynd yn ôl sawl degawd. Felly, rydyn ni tua 13 oed. Hyd at ychydig flynyddoedd yn ôl, dim ond cwpl o ddwsin o bobl oedd gennym ni. Nawr rydyn ni dros 230 o bobl, ac mae gennym ni dros 20 o genhedloedd o staff, pob un yn wahanol fathau o ffisegwyr, i gyd yn wahanol fathau o beirianwyr.”

Mae busnes Tokamak Energy yn canolbwyntio ar ddwy dechnoleg allweddol: Y system gyfyngiant sfferig Tokamak unigryw y mae'r cwmni wedi'i chreu; a'r magnetau uwch-ddargludo tymheredd uchel (HTS) sy'n rhan annatod o'i swyddogaeth. Mae'r gair "tokamak" yn deillio o acronym Rwsieg ar gyfer "siambr toroidal gyda choiliau magnetig". Yn ei thermau symlaf, mae'n ddyfais a gynlluniwyd ar gyfer creu a chyfyngu adwaith niwclear sy'n efelychu'r ymasiad plasma sy'n digwydd o fewn yr Haul a phob seren arall.

Mae'r magnetau uwch-ddargludol wedi'u cynllunio i efelychu maes disgyrchiant enfawr yr Haul a chyfyngu'r plasma. Mae'r plasma'n cael ei greu trwy orboethi tanwydd hydrogen nwyol nes ei fod yn ffurfio plasma â gwefr drydanol, sef pedwerydd cyflwr mater, nad yw'n solid, hylif, nac yn nwy. Mae'r adwaith ymasiad niwclear sy'n deillio o hyn yn creu llofnod ymbelydrol bach yn unig nad yw'n cyflwyno unrhyw wastraff hirdymor, lefel uchel na materion gwaredu cysylltiedig sy'n gyffredin â thechnoleg ymholltiad niwclear cyfredol.

Dechreuodd ymchwil ar y dechnoleg tokamak sylfaenol yn y 1960au gan ddefnyddio modiwlau cyfyngu a oedd yn debyg i doesenni cylch. Mae Tokamak Energy yn defnyddio fersiwn wedi'i addasu sy'n siâp sfferig, yn debyg i afal wedi'i greiddio. Targed presennol y cwmni yw gallu dechrau defnyddio fflyd o weithfeydd pŵer ôl-troed bach, pob un â'r gallu i ddosbarthu 500 Megawat i'r grid erbyn canol y 2030au.

Dywed Kelsall y bydd yr ôl troed bach o “ddim mwy nag un neu ddau o gaeau pêl-droed o ran maint,” ynghyd â’r pryderon lleiaf posibl o ran ymbelydredd, gwastraff a gwaredu yn galluogi lleoli’r planhigion mewn canolfannau poblogaeth a diwydiannol neu’n agos atynt, gan leihau costau ac amser yn ddramatig. oedi yn ymwneud â'r angen i adeiladu seilwaith trawsyrru trydan mawr.

Nid yw'n syndod bod Kelsall yn gweld marchnadoedd pŵer fel y cyfle marchnad mwyaf - a'r angen - o bell ffordd am ynni ymasiad. “Rydyn ni’n gwybod, er mwyn cyrraedd ein targedau hinsawdd, y bydd yn rhaid i’r byd drydaneiddio’n aruthrol,” meddai. “Bydd yn rhaid i’n gridiau dyfodol hefyd dyfu’n sylweddol. Felly rydym yn gweld y marchnadoedd pŵer yn cynrychioli tua 60% o gyfanswm y cyfleoedd marchnad y gellir mynd i’r afael â nhw ar gyfer ymasiad.”

Datgarboneiddio sectorau diwydiannol anodd eu lleihau fel dur, cemegau, sment ac eraill yw ail wobr bosibl fwyaf Cyfuniad. “Mae’n cael ei anwybyddu’n aml, ond mae’n hollbwysig,” meddai Kelsall. “Rydyn ni’n gweld hynny fel 30% o’n marchnad fyd-eang darged, ochr yn ochr â chyfleoedd gwres a phŵer cyfun.”

Ond beth am ynni adnewyddadwy, gwynt a solar? “Ein barn ni yw bod ynni adnewyddadwy yn dal yn bwysig iawn, ond yr her sydd gennym ni yw na fyddan nhw yn unig yn ein cael ni i gyrraedd y targedau sydd eu hangen arnom yn fyd-eang,” ateba Kelsall. “Nid yw hyn yn ymwneud â hinsawdd yn unig. Mae hyn hefyd yn ymwneud â diogelwch ynni.

“Mae’r sefyllfa barhaus yn yr Wcrain wedi ein hatgoffa nad yw’n fater o ostwng costau system yn unig, gydag ymasiad yn ategu ynni adnewyddadwy. Mae hyn hefyd yn ymwneud â darparu gwytnwch, ystwythder ac arallgyfeirio yn y cyflenwad ynni byd-eang, fel os bydd un ffynhonnell ynni yn torri, nid ydym yn gwbl mewn argyfwng. Mae'n fyd heddiw lle rydym yn cael ein hatgoffa mai diogelwch cenedlaethol yw diogelwch ynni, ac rwy'n meddwl bod nifer o lywodraethau wedi cael eu hatgoffa am hynny y ffordd galed. Mae Ewrop wedi bod yn agored iawn. Felly, mae'n fater o fynd i'r afael â thargedau hinsawdd gydag ymasiad yn darparu cyflenwad hanfodol i ynni adnewyddadwy. Mae'n ymwneud â diogelwch ynni. Mae'n ymwneud â chostau is. Felly dyna’r trilemma – mae’n rhaid iddo fod yn fforddiadwy hefyd.”

Yn y ddwy flynedd ers iddo ymgymryd â rôl Prif Swyddog Gweithredol Tokamak Energy, dywed Kelsall ei fod wedi gweld cynnydd dramatig yn niddordeb buddsoddwyr yn y sector ymasiad niwclear. “Bu newid sylweddol iawn, yn fy marn i, mewn archwaeth buddsoddwyr a diddordeb yn y gofod ymasiad dros y 12 mis diwethaf,” meddai. “Yn ystod y blynyddoedd diwethaf mae’r sector wedi cael dros $5 biliwn o fuddsoddiad ecwiti yn dod i mewn o’r prif sefydliadau, cyfoeth sofran, ac enwau strategol, yn ogystal â dylanwadwyr gwerth net hynod uchel a deiliaid ynni - yn aml trwy eu hunedau menter.”

Mae hefyd yn cael y mentrau gan lywodraethau yn Ewrop, ac yn fwy diweddar, yn yr Unol Daleithiau i flaenoriaethu cyllid ar gyfer ymchwil a datblygu sy'n gysylltiedig ag ymasiad yn galonogol iawn. “Rydyn ni wir yn parchu ac yn edmygu'r ecosystem sy'n cronni yn yr Unol Daleithiau. Rydyn ni wedi cael partneriaethau gwych gyda Phrifysgol Illinois a Labordy Ffiseg Plasma Princeton, Oak Ridge ac eraill, ac rydyn ni am barhau â'r daith honno,” meddai Kelsall.

“Mae Llywodraeth yr Unol Daleithiau wedi cydnabod bod ymasiad o bwysigrwydd geostrategol, ac mae wedi lansio rhaglen gyllido gyhoeddus/preifat yn seiliedig ar gerrig milltir sy’n analog o raglen flaenorol a roddodd yn y pen draw SpaceX fel y cyflenwr a ffefrir gan NASA o lwyfannau dosbarthu orbitol. A’r positif mawr arall yn amlwg yw’r Ddeddf Lleihau Chwyddiant, a oedd yn cynnwys $280 miliwn mewn cyllid a neilltuwyd i’r Adran Ynni i hybu ymchwil a datblygiad ymasiad.”

Ar y cyfan, mae'n amgylchedd buddsoddi cynyddol addawol i'r rhai sy'n ymwneud ag ymchwil a datblygu ynni ymasiad heddiw. Yr her i Tokamak Energy a darpar gwmnïau ymasiad eraill yw dangos y gall eu priod dechnolegau a phrosesau gyflawni'r meintiau mewn enillion ynni net a fydd yn eu gwneud yn raddadwy mewn ffordd economaidd.

Fel y dywed Kelsall, mae'n ras yn erbyn amser, un sy'n tyfu ar frys gyda phob diwrnod sy'n mynd heibio.