Marvel Fusion

Da der weltweite Energiebedarf weiterhin in einem beispiellosen Tempo steigt, wird die Notwendigkeit einer neuen Energiequelle für die gesamte Zivilisation immer dringlicher. Die Herausforderung besteht jedoch nicht nur darin, den Energiebedarf zu decken, sondern auch in der Reduzierung der Treibhausgasemissionen und dem Erreichen von Net-zero-Emissionen, um den Klimawandel zu bekämpfen.

Erneuerbare Energiequellen sind zwar eine vielversprechende Lösung, aber ein rein regeneratives Energiesystem ist mit Herausforderungen behaftet, einschließlich der Netzstabilität und des CO2-Fußabdrucks. Genau hier setzt die Herausforderung für Marvel Fusion an.

Marvel Fusion verfolgt einen neuartigen nicht-thermischen Ansatz zur Fusion, der auf dem nicht-radioaktiven Brennstoff Proton-Bor 11 (pB11) basiert. Er stützt sich auf mehrere physikalische Effekte, die in herkömmlichen magnetischen und lasergestützten Fusionsansätzen nicht anwendbar sind. Dazu gehören eine hocheffiziente Absorption der Laserenergie, eine kontrollierte Ausbreitung der Laserimpulse und die Beschleunigung der Brennstoffkerne. Durch den großen Wirkungsgrad, den der Ansatz von Marvel Fusion bei der Beeinflussung der Fusionsraten bietet, rückt auch die gewünschte pB11-Fusionsreaktion in greifbare Nähe.

Um solche nicht-thermischen Fusionskonzepte zu ermöglichen, sind zwei Technologien entscheidend: Lasersysteme, die die erforderlichen Intensitäten, Spitzenleistungen, Kontraste und Impulslängen erreichen sowie nanostrukturierte Brennstoffpellets („Ziele“).

Die einzigartige Chance für das IFE-Konzept, das Marvel Fusion entwickelt hat, wurde durch die jüngste Konvergenz exponentieller Innovationen in der Laser- und Nanotechnologie ermöglicht. Die benötigte Leistung (Lasersystem der Petawatt-Klasse) in Kombination mit der Wiederholrate (10 Hz) diodengepumpter Lasersysteme stand erst in den letzten Jahren zur Verfügung. Gleichzeitig haben Innovationen bei den Werkstoffen und die industrielle Skalierung der Nanotechnologie die erforderlichen Kraftstoffziele endlich in greifbare Nähe gerückt.

Die Fusionsenergie könnte als ideale Energiequelle und perfekte Lösung dienen, um die Energieprobleme der Menschheit zu lösen. Sie würde eine saubere, reichliche, zuverlässige und hochkonzentrierte Energiequelle schaffen​​​. Darüber hinaus hätte ein Fusionskraftwerk im Vergleich zu erneuerbaren Lösungen einen deutlich geringeren CO2-Fußabdruck und würde im Vergleich zu z. B. Kohlekraftwerken nur sehr geringe Ressourcen benötigen (ein Jahr Vollbetrieb für ein 1-GW-Kraftwerk erfordert etwa 450 kg Brennstoff und verursacht keine CO2-Emissionen im Vergleich zu 2,4 Mrd. kg Kohle und 4,4 Mrd. kg CO2-Emissionen).

Marvel Fusion verfolgt einen neuartigen nicht-thermischen Ansatz für die Fusion, der auf dem aneutronischen und nicht-radioaktiven Brennstoff pB basiert. Er stützt sich auf mehrere physikalische Effekte, die in herkömmlichen magnetischen und lasergestützten Fusionsansätzen nicht anwendbar sind.

Dazu gehören die hocheffiziente Absorption von Laserenergie, die kontrollierte Ausbreitung von Laserimpulsen, die Beschleunigung von Brennstoffkernen mit nicht-thermischen Energieverteilungen, die Erzeugung eines starken Magnetfelds und die Absenkung der repulsiven Barriere zwischen Fusionsreaktanten durch verbesserte Elektronenabschirmung. Der große Einfluss, den der Ansatz von Marvel Fusion auf die Fusionsraten hat, macht schließlich auch die wünschenswerte Proton-Bor-Fusionsreaktion erreichbar.

Die 3DEXPERIENCE Plattform wäre ein wesentlicher Bestandteil der Bemühungen des Unternehmens zur Entwicklung von Kraftwerken. Sie kann zur Simulation von Partikelströmen, zur Konstruktion von Kraftwerkskomponenten wie Diagnosesystemen und zur Modellierung der nanostrukturierten Ziele verwendet werden. Die Plattform wird auch für Haltbarkeitstests eingesetzt, und die Anwendungen sind eng mit seinen Konstruktionsprozessen verknüpft. Sein Team aus Physikern und Ingenieuren kann die verschiedenen Projekte im Unternehmen zentral über die Plattform verwalten, koordinieren und die unterschiedlichen Anforderungen integrieren.

Es kann Ideen austauschen, Konstruktionskonzepte bewerten, sie mit verschiedenen Simulationen verifizieren, Konstruktionsprüfungen durchführen und schließlich den Fertigungsprozess organisieren. Wenn das Team wächst, kann das Unternehmen mehr Personen in mehrere Projekte integrieren und koordinieren, und den Arbeitsablauf auf der Grundlage der Bedürfnisse etablieren und optimieren.