مِخبارMIKHBAR
الروبوتات

هيليون تطور أشباه موصلات متقدمة لرفع كفاءة محطات الاندماج النووي

تسعى شركة هيليون إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة في محطاتها عبر تطوير أشباه موصلات محلية الصنع، ضمن مساعيها لتسليم الكهرباء لشركة مايكروسوفت بحلول عام 2028.

هيليون تطور أشباه موصلات متقدمة لرفع كفاءة محطات الاندماج النووي

تمويل جديد لتسريع تطوير المحطة الأولى

أعلنت شركة هيليون، المتخصصة في تقنيات الاندماج النووي، عن حصولها على تمويل فيدرالي بقيمة 175 مليون دولار. يهدف هذا التمويل إلى دعم أبحاث وتطوير وتصنيع أشباه الموصلات والإلكترونيات الكهربائية المتقدمة اللازمة لتشغيل محطاتها. تأتي هذه الخطوة في إطار سباق الشركة لإكمال بناء أول محطة طاقة لها، المعروفة باسم أورايون، لتتمكن من الوفاء بجدول زمني محدد لتزويد شركة مايكروسوفت بالكهرباء من الشبكة الوطنية بحلول عام 2028. ويمكن الرجوع إلى TechCrunch للاطلاع على التفاصيل الأصلية للمصدر.

تقليل الفقد الكهربائي لزيادة المخرجات

تواجه أنظمة الكهرباء الحالية تحدياً يتمثل في فقدان نسبة تتراوح بين 5% و10% من الطاقة أثناء مرورها عبر المكونات الإلكترونية. وعلى الرغم من أن هذه النسب تبدو صغيرة، إلا أنها تتراكم في الأنظمة المعقدة مثل تلك التي تستخدمها هيليون. أوضح ديفيد كيرتلي، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي للشركة، أن تقليل هذا الفقد إلى النصف سيؤدي فعلياً إلى مضاعفة مخرجات الطاقة من نظام الاندماج. ويعتبر هذا التحسين في الكفاءة عاملاً حاسماً في جعل محطات الاندماج قادرة على إنتاج طاقة تفوق ما تستهلكه للتشغيل، وهو شرط أساسي لتحقيق الجدوى التجارية. ويمكن الرجوع إلى Helion للاطلاع على التفاصيل الأصلية للمصدر.

أول خط إنتاج أمريكي لهذه التقنية

سيتم إنشاء خط إنتاج جديد في ولاية واشنطن لتصنيع فئة محددة من أشباه الموصلات. وتؤكد هيليون أن هذا الخط سيكون الأول في الولايات المتحدة الذي ينتج هذه المكونات، التي لا تُستخدم فقط في مجال الطاقة النووية، بل تمتد تطبيقاتها إلى التصنيع، ومعالجة مياه الصرف الصحي، والطب، والدفاع. وأشار كيرتلي إلى أنه لا يوجد حالياً مصنعون أمريكيون يقومون بإنتاج هذه التقنية، مما يجعل هذا المشروع خطوة محورية للانتقال من الصفر إلى مئة في مجال أشباه الموصلات عالية الجهد والنبضية داخل البلاد.

تفاصيل التمويل والمساهمات الحكومية

صدر هذا التمويل عن وزارة التجارة الأمريكية بموجب قانون الرقائق (CHIPS Act)، وهو قانون يهدف إلى تعزيز أبحاث وتصنيع أشباه الموصلات في الولايات المتحدة. بالإضافة إلى التمويل الحكومي، أعلنت هيليون عن استثمار خاص جديد بقيمة 50 مليون دولار دون الكشف عن هوية المستثمر. وبذلك، يرتفع إجمالي الأموال التي جمعتها الشركة إلى أكثر من 3.2 مليار دولار، مما يجعلها ثاني أكثر شركات الاندماج النووي تمويلاً في العالم. كما ستحصل الحكومة الأمريكية على حصة غير مملوكة لأسهم بقيمة 175 مليون دولار بناءً على تقييم الشركة في جولة التمويل الأخيرة.

توزيع الميزانية على أبحاث متعددة

سيتم تخصيص أكثر من 100 مليون دولار من الميزانية لأبحاث وتطوير أشباه الموصلات والتغليف المتقدم في ولاية واشنطن. في المقابل، سيُخصص حوالي 80 مليون دولار لدعم جهود البحث والتطوير في ولاية فيرمونت، بالتعاون مع شركة GlobalFoundries، لتطوير أدوات أشباه الموصلات المتقدمة والتصميمات وعملية التصنيع. ومن الجدير بالذكر أن شركة GlobalFoundries حصلت بشكل منفصل على أكثر من 80 مليون دولار من الحكومة الفيدرالية لتقدم تصنيع أشباه الموصلات من نوع نيتريد الغاليوم، وهو نوع شائع الاستخدام في الإلكترونيات الكهربائية.

آلية عمل تقنية التحويل المباشر للطاقة

تعتمد هيليون على نهج مختلف في الاندماج النووي، حيث تقوم بتوليد الكهرباء مباشرة من تفاعلات الاندماج بدلاً من استخدام الحرارة لتوليد البخار وتدوير التوربينات. تستخدم الشركة مفاعلاً يُعرف باسم التكوين المعكوس للمجال (Field-Reversed Configuration). يتم حقن وقود الاندماج في طرفي غرفة على شكل ساعة رملية، حيث يُسخن لتكوين بلازما. ثم تُسارع هذه البلازما نحو بعضها البعض باستخدام مجالات مغناطيسية. عند التصادم، يضغط مجال مغناطيسي آخر الكرة لرفع درجة الحرارة إلى أكثر من 100 مليون درجة مئوية، مما يؤدي إلى اندماج الذرات وإطلاق الطاقة التي تُلتقط بواسطة المغناطيسات والمكثفات وتتحول إلى كهرباء.

تطبيقات تتجاوز قطاع الطاقة

لا تقتصر فوائد الإلكترونيات الكهربائية المتقدمة على قطاع الطاقة فحسب، بل تمتد إلى مجالات أخرى. تمثل المركبات الكهربائية الاستخدام الأوسع حالياً، كما يمكن أن تستفيد الإلكترونيات الاستهلاكية منها، وإن كانت متطلبات الحجم والطاقة فيها أقل. كما يُتوقع أن يكون قطاع الدفاع مستفيداً رئيسياً، خاصة مع ازدياد الاهتمام بالأسلحة الطاقة في ظل انتشار الطائرات المسيّرة في ساحات المعارك. أكد بيل فوراينهوفر، الذي يقود الاستثمار والابتكار في أشباه الموصلات بوزارة التجارة، أن هذا التمويل سيساعد في تحويل الطاقة وتوصيلها لتطبيقات حرجة في الدفاع ونقل الشبكة الكهربائية وتوليد الطاقة المتقدم. ومع ذلك، يؤكد كيرتلي أن التركيز الرئيسي لهيليون يبقى على توفير الطاقة المحلية والأمن القومي من خلال الهيمنة على الطاقة.

المصادر

  • TechCrunchFusion startup Helion is developing new semiconductors that could double output of its power plants

تابع التسلسل الزمني

تغطية الكيانات المرتبطة