إنجاز طاقة الليزر في إكسيمر: من ابتكار المختبر إلى طاقة على مستوى الشبكة

شهد مشهد تكنولوجيا الطاقة تغيرًا هذا الأسبوع عندما زار وزير الطاقة الأمريكي كريس رايت وممثل كولورادو جيب إيفانز منشأة إكسيمر إنرجي في دنفر لمشاهدة التقدم الكبير الذي أحرزته الشركة في تسويق تكنولوجيا الاندماج بالليزر. تؤكد الزيارة كيف يستمر القطاع الخاص في أمريكا في تحويل الإنجازات العلمية في القطاع العام إلى حلول جاهزة للسوق.

نموذج فاينكس: على الطريق لإعادة تشكيل جداول زمنية للاندماج

لقد تجاوز فريق الهندسة في إكسيمر عتبة حاسمة. أكملت الشركة مؤخرًا التجميع الأول لنظام الليزر النموذجي الخاص بها، المسمى “فاينكس”، وبدأت تجارب تشغيلية على أحد أقوى ليزرات الكرF التي تم بناؤها في هذا القرن. يُعد هذا الليزر المحرك البصري الذي يدفع بنية ضغط نبضات فاينكس — قلب التكنولوجيا المصممة لإشعال وقود الاندماج بدقة غير مسبوقة.

أكد المؤسس المشارك كونر جالواي خلال الإحاطة أن فاينكس سيصل إلى الحالة التشغيلية الكاملة في النصف الأول من عام 2026. والأهم من ذلك، أن المشروع يحافظ على جدوله الزمني وميزانيته الأصلية، وهو أمر نادر في تطوير البنى التحتية للطاقة المتقدمة. يحمل الإنجاز الفني تبعات أوسع حول كيفية انتقال الاندماج على نطاق صناعي من الإثبات النظري إلى النشر التجاري.

رؤية فولكان: تحقيق التعادل الهندسي بحلول 2031

إلى جانب فاينكس، يوجد فولكان، منشأة الجيل التالي من إكسيمر المصممة لتحقيق ما يُطلق عليه الصناعة التعادل الهندسي — النقطة التي تنتج فيها تفاعلات الاندماج طاقة أكثر مما يتطلبه بدءها. من المقرر أن تكتمل بحلول 2030، وستعمل فولكان بطاقة ليزر تصل إلى 12 ميجا جول، مما يمثل أعلى ليزر ذو طاقة عالية يُستخدم في تطبيقات الاندماج حتى الآن.

ما يميز نهج إكسيمر هو استراتيجيته في هندسة الليزر. بينما اعتمدت برامج الاندماج التقليدية على أنظمة الليزر الصلبة — التقنية التي تدعم مرفق نيجيريا الوطني للإشعال — طورت إكسيمر تكوين ليزر صلب جديد يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل. يُعالج هذا الابتكار المعماري الحاجز الاقتصادي الذي قيد مسار تسويق الاندماج.

من المتوقع أن تظهر فولكان التعادل الهندسي في 2031، مما يضعها في موقع يتجاوز كل من مرفق ليزر ميجا جول في فرنسا والمنشأة الأخيرة في ميان يانغ بالصين من حيث قوة الليزر ومقاييس الكفاءة.

لماذا يهم هذا لمستقبل الطاقة في أمريكا

يشير وجود الوزير رايت إلى اعتراف واشنطن بأن طاقة الاندماج تمثل بنية تحتية حيوية للتنافسية الوطنية. على عكس غيرها من مصادر الطاقة المتجددة، فإن الاندماج بالليزر — الطريقة الوحيدة للاندماج المثبت علميًا لإنتاج صافي طاقة — يوفر مصدر طاقة أساسي غير محدود وخالي من الكربون.

ترجع تراث التكنولوجيا إلى عمق التاريخ. أظهر العلماء من ليفرمور ولوس ألاموس جدوى الاندماج العجلي من الناحية التجارية في عام 1988 في موقع اختبار نيفادا. حقق مرفق نيجيريا الوطني للإشعال في لورنس ليفرمور لحظة حاسمة في ديسمبر 2022 من خلال تأكيد التعادل العلمي. الآن، تسرع إكسيمر الانتقال من التحقق العلمي إلى الواقع الهندسي.

منافسة متعددة الولايات لموقع فولكان

يشمل عملية اختيار موقع فولكان من قبل إكسيمر ولاية كولورادو (مقر الشركة)، تكساس، نيو مكسيكو، كاليفورنيا، ومناطق أخرى. ستوظف المنشأة مئات الفيزيائيين والفنيين وموظفين متخصصين، مع تحفيز استثمارات إقليمية في البنية التحتية، وتطوير القوى العاملة، والصناعات المجاورة مثل مراكز البيانات والتصنيع المتقدم.

يحصل الموقع الفائز على مكانة كمركز للعلوم ذات الطاقة العالية، وتطبيقات الأمن القومي، والخبرة في الطاقة الخالية من الكربون التي تزداد أهميتها في الميزان الجيوسياسي.

مع أكثر من 150 موظفًا يقيمون بشكل رئيسي في دنفر وعمليات تصنيع إضافية في توسان، أريزونا، أنشأت إكسيمر الأساس التنظيمي للتوسع من التحقق من النموذج إلى الإنتاج التجاري للاندماج — مما قد يعيد تشكيل كيفية حصول البشرية على طاقة أساسية خلال هذا العقد.