DOE lança programa de energia de fusão inercial após descoberta de ignição

Após o avanço da fusão do Lawrence Livermore National Lab no ano passado, o DOE está criando novos centros de pesquisa para estimular avanços na energia de fusão inercial e está financiando um par de empresas desenvolvendo conceitos de reator de fusão inercial por meio de um programa separado dedicado a nutrir a nascente indústria de fusão.

A secretária de energia, Jennifer Granholm, no centro, fala na celebração do avanço da ignição do Lawrence Livermore National Lab em maio. Ao lado dela estão Zoe Lofgren (D-CA), membro do ranking do Comitê de Ciências da Câmara, à esquerda, e Kim Budil, diretora do laboratório nacional de Lawrence Livermore. (Crédito da imagem – LLNL)

O programa Fusion Energy Sciences do Departamento de Energia anunciou no mês passado que está solicitando propostas para projetos dedicados à energia de fusão inercial (IFE), que usa ferramentas como lasers para comprimir núcleos atômicos em um alvo de combustível até que eles se fundam. O DOE apoiou por décadas a pesquisa de fusão inercial por meio de seu programa de armas nucleares, mas um interesse crescente em financiar P&D em geração de energia aumentou após a conquista do Lawrence Livermore National Lab no ano passado de "ignição", ou ganho líquido de energia, em um laser experimento de fusão.

O departamento espera conceder um total de US$ 45 milhões em doações por meio de sua solicitação, criando uma série de "Centro de Inovação em Ciência e Tecnologia" da IFE que receberão entre US$ 2 milhões e US$ 4 milhões por ano durante quatro anos. Os líderes do DOE alertaram que provavelmente levará décadas para explorar se o IFE pode ser uma fonte de energia prática, e sua solicitação estipula que as propostas do hub se concentrem na pesquisa fundamental priorizada por meio de um workshop patrocinado no ano passado.

A iniciativa IFE faz parte de um pivô maior que o programa Fusion Energy Sciences está fazendo para preparar o caminho para a construção de uma usina piloto. Por exemplo, o programa está aumentando o apoio a empreendimentos privados de fusão por meio de uma nova iniciativa de financiamento "baseada em marcos". Esse esforço acaba de conceder oito subsídios de apoio a conceitos para uma planta piloto de fusão, incluindo dois conceitos IFE, com a promessa de somas maiores à medida que essas empresas progridem. No entanto, é questionável quanto dinheiro o Congresso fornecerá daqui para frente, dada a direção das negociações recentes sobre os gastos federais.

Os hubs financiados por meio das novas doações IFE do DOE abordarão vários objetivos, como aprofundar a compreensão da física dos alvos de combustível e melhorar os métodos de fabricação e focar rapidamente os feixes neles. Outros objetivos incluem melhorar a "escalabilidade, modularidade, capacidade de sobrevivência, compacidade e custo" de lasers e outros drivers de fusão, bem como realizar experimentos que validam "projetos de alvo de alto ganho em instalações de grande escala".

Espera-se ainda que os centros contribuam para o desenvolvimento de uma força de trabalho do IFE por meio de estágios e programas de intercâmbio. Cada proposta de hub pode incluir várias instituições, mas terá uma instituição líder que deve estar sediada nos EUA e ter "experiência comprovada" em métodos de fusão inercial.

A solicitação do DOE é a primeira de um novo programa chamado IFE Science and Technology Accelerated Research (IFE-STAR), que atende à direção do Congresso incluída pela primeira vez na Lei de Pesquisa e Inovação do DOE de 2018. Por meio da Lei de Energia de 2020, o Congresso posteriormente convocou o DOE gastar US$ 25 milhões anualmente no IFE, ao mesmo tempo em que estabelece uma meta de dotações de mais de US$ 1 bilhão para o programa Fusion Energy Sciences como um todo. No entanto, as dotações recentes para o programa cresceram muito mais lentamente, para US$ 763 milhões este ano. O DOE também procurou ser deliberado em sua abordagem de financiamento para o IFE, esperando a orientação do workshop do ano passado antes de lançar um programa de subsídios.

Além da direção do Congresso, o ímpeto por trás do apoio do DOE ao IFE também aumentou pelo fato de o marco inicial ter sido identificado por um relatório das Academias Nacionais de 2013 como o ponto ideal para lançar um programa IFE "nacional, coordenado e de base ampla". O DOE está comprometendo até US$ 10 milhões para o IFE neste ano fiscal, depois de propor inicialmente apenas US$ 3 milhões, mas planeja manter o financiamento relativamente limitado daqui para frente, solicitando US$ 15 milhões para o ano fiscal de 2024 como parte de um pedido de mais de US$ 1 bilhão para o Programa Fusion Energy Sciences como um todo.