در طول چند سال گذشته، انرژی همجوشی هسته‌ای از سوژه شوخی‌ها – که همیشه یک دهه با آن فاصله داشتیم! – به یک فناوری ملموس و وسوسه‌انگیز تبدیل شده که سرمایه‌گذاران را از حاشیه به داخل میدان کشانده است.
شاید تسلط بر این فناوری و ساخت آن امروز پرهزینه باشد، اما همجوشی هسته‌ای نوید مهار واکنش هسته‌ای خورشید را برای تولید انرژی تقریباً نامحدود در کره زمین می‌دهد. اگر استارت‌آپ‌ها بتوانند نیروگاه‌های همجوشی تجاری قابل‌اجرا بسازند، این پتانسیل را دارند که بازارهای تریلیون دلاری را زیر و رو کنند.
موج صعودی که صنعت همجوشی را شناور نگه داشته، ناشی از سه پیشرفت است: تراشه‌های کامپیوتری قدرتمندتر، هوش مصنوعی پیشرفته‌تر و آهنرباهای ابررسانای قوی با دمای بالا. مجموع این عوامل به ارائه طرح‌های پیچیده‌تر رآکتور، شبیه‌سازی‌های بهتر و طرح‌های کنترلی پیچیده‌تر کمک کرده‌اند.
در پایان سال ۱۴۰۱ (۲۰۲۲ میلادی)، آزمایشگاهی در وزارت انرژی ایالات متحده اعلام کرد که یک واکنش همجوشی کنترل‌شده تولید کرده که قدرت بیشتری از آنچه لیزرها به گلوله سوخت منتقل کرده بودند، تولید کرده است. این آزمایش از چیزی که به عنوان نقطه سربه سر علمی شناخته می‌شود عبور کرده بود، و در حالی که هنوز راه زیادی تا نقطه سربه سر تجاری، جایی که واکنش بیشتر از کل تأسیسات مصرف می‌کند، باقی مانده است، این یک گام طولانی‌مدت بود که ثابت کرد علم زیربنایی درست است.
بنیان‌گذاران در سال‌های اخیر بر این حرکت تکیه کرده‌اند و صنعت همجوشی خصوصی را با سرعتی بالا به جلو پیش می‌برند.
## Commonwealth Fusion Systems
Commonwealth Fusion Systems (CFS) تاکنون حدود یک سوم کل سرمایه خصوصی سرمایه‌گذاری شده در شرکت‌های همجوشی را جذب کرده است. آخرین دور سرمایه‌گذاری آن که در شهریور ۱۴۰۴ (اوت ۲۰۲۵) بسته شد، ۸۶۳ میلیون دلار به دارایی‌هایش اضافه کرد و مجموع سرمایه جذب شده آن را به حدود ۳ میلیارد دلار رساند.
دور B2 شرکت CFS چهار سال پس از دور B ۱.۸ میلیارد دلاری آن انجام شد که به پرتاب این شرکت به جایگاه نخست کمک کرد. از آن زمان، این استارت‌آپ در حال ساخت Sparc در ایالت ماساچوست بوده است، اولین نیروگاه از نوع خود که قصد دارد برق را در سطوحی که این شرکت آن‌ها را سطوح “مرتبط با تجارت” می‌نامد، تولید کند.
رآکتور Sparc یک طرح توکامک است که شبیه یک دونات است. مقطع D شکل آن با نوار ابررسانای با دمای بالا پیچیده شده است که هنگام انرژی گرفتن، یک میدان مغناطیسی قدرتمند ایجاد می‌کند که پلاسمای فوق‌گرم را مهار و فشرده می‌کند. گرمای تولید شده از واکنش به بخار تبدیل می‌شود تا توربین را به حرکت درآورد. CFS آهنرباهای خود را با همکاری MIT طراحی کرده است، جایی که باب مامگارد، بنیانگذار و مدیر عامل شرکت، به عنوان محقق در زمینه طراحی رآکتورهای همجوشی و ابررساناهای با دمای بالا کار می‌کرد.
CFS مستقر در ماساچوست انتظار دارد که Sparc در اواخر سال ۱۴۰۵ یا اوایل ۱۴۰۶ (اواخر ۲۰۲۶ یا اوایل ۲۰۲۷) عملیاتی شود. این شرکت می‌گوید در اواخر این دهه، ساخت Arc، نیروگاه تجاری خود را که ۴۰۰ مگاوات برق تولید خواهد کرد، آغاز خواهد کرد. این تأسیسات در نزدیکی ریچموند، ویرجینیا ساخته خواهد شد و گوگل موافقت کرده است که نیمی از خروجی آن را بخرد.
CFS توسط فهرست بلندبالایی از سرمایه‌گذاران از جمله Breakthrough Energy Ventures، The Engine، بیل گیتس و دیگران حمایت می‌شود.
## TAE
TAE Technologies (که قبلاً با نام Tri Alpha Energy شناخته می‌شد) در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸) توسط نورمن روستوکر از دانشگاه کالیفرنیا، ایروین جدا شد. این شرکت از یک پیکربندی معکوس میدان استفاده می‌کند، اما با یک پیچش: پس از برخورد دو شات پلاسما در وسط رآکتور، این شرکت پلاسما را با پرتوهای ذرات بمباران می‌کند تا آن را به شکل سیگار بچرخاند. این کار ثبات پلاسما را بهبود می‌بخشد و زمان بیشتری را برای وقوع همجوشی و استخراج گرمای بیشتر برای چرخاندن توربین فراهم می‌کند.
این شرکت در خرداد ۱۴۰۴ (ژوئن ۲۰۲۵) ۱۵۰ میلیون دلار از سرمایه‌گذاران فعلی، از جمله گوگل، شورون و New Enterprise جمع‌آوری کرد. به گفته PitchBook، TAE در مجموع ۱.۷۹ میلیارد دلار جمع‌آوری کرده است.
## Helion
در میان تمام استارت‌آپ‌های همجوشی، Helion تهاجمی‌ترین جدول زمانی را دارد. این شرکت قصد دارد در سال ۱۴۰۷ (۲۰۲۸) از رآکتور خود برق تولید کند. اولین مشتری آن؟ مایکروسافت.
Helion که در اورت، واشنگتن مستقر است، از نوعی رآکتور به نام پیکربندی معکوس میدان استفاده می‌کند که در آن آهنرباها محفظه واکنشی را احاطه می‌کنند که شبیه یک ساعت شنی با یک برآمدگی در نقطه‌ای است که دو طرف به هم می‌رسند. در هر انتهای ساعت شنی، آن‌ها پلاسما را به شکل دونات می‌چرخانند و آن را با سرعت بیش از ۱ میلیون مایل در ساعت به سمت یکدیگر شلیک می‌کنند. هنگامی که آن‌ها در وسط با هم برخورد می‌کنند، آهنرباهای اضافی به القای همجوشی کمک می‌کنند. هنگامی که همجوشی رخ می‌دهد، میدان مغناطیسی خود پلاسما را تقویت می‌کند که جریان الکتریکی را در داخل سیم‌پیچ‌های مغناطیسی رآکتور القا می‌کند. سپس این الکتریسیته مستقیماً از دستگاه برداشت می‌شود.
این شرکت در دی ۱۴۰۳ (ژانویه ۲۰۲۵) ۴۲۵ میلیون دلار جمع‌آوری کرد، تقریباً در همان زمانی که Polaris، یک رآکتور نمونه اولیه را روشن کرد. به گفته PitchBook، Helion ۱.۰۳ میلیارد دلار جمع‌آوری کرده است. سرمایه‌گذاران شامل سم آلتمن، رید هافمن، KKR، بلک‌راک، Mithril Capital Management پیتر تیل و Capricorn Investment Group هستند.
## Pacific Fusion
Pacific Fusion با یک دور سرمایه‌گذاری سری A به مبلغ ۹۰۰ میلیون دلار از دروازه خارج شد، مبلغی گزاف حتی در میان استارت‌آپ‌های همجوشی که به خوبی تأمین مالی شده‌اند. این شرکت از محدودسازی اینرسی برای دستیابی به همجوشی استفاده خواهد کرد، اما به جای فشرده‌سازی سوخت با لیزر، از پالس‌های الکترومغناطیسی هماهنگ استفاده خواهد کرد. نکته کلیدی در زمان‌بندی است: تمام ۱۵۶ ژنراتور مارکس منطبق بر امپدانس باید به مدت ۱۰۰ نانوثانیه ۲ تراوات تولید کنند و این پالس‌ها باید به طور همزمان روی هدف همگرا شوند.
این شرکت توسط مدیر عامل اریک لندر، دانشمندی که پروژه ژنوم انسانی را رهبری می‌کرد و رئیس جمهور ویل ریگان رهبری می‌شود. تأمین مالی Pacific Fusion ممکن است هنگفت باشد، اما این استارت‌آپ همه آن را یکباره دریافت نکرده است. بلکه سرمایه‌گذاران آن با دستیابی به نقاط عطف مشخص شده توسط شرکت، به صورت اقساط پرداخت خواهند کرد، رویکردی که در بیوتکنولوژی رایج است.
## Shine Technologies
Shine Technologies رویکردی محتاطانه – و احتمالاً عمل‌گرایانه – برای تولید انرژی همجوشی در پیش گرفته است. فروش الکترون از یک نیروگاه همجوشی سال‌ها با آن فاصله دارد، بنابراین در عوض، این شرکت با فروش آزمایش نوترونی و ایزوتوپ‌های پزشکی شروع به کار کرده است. اخیراً، این شرکت در حال توسعه راهی برای بازیافت زباله‌های رادیواکتیو بوده است. Shine رویکردی را برای یک رآکتور همجوشی آینده انتخاب نکرده است، در عوض می‌گوید که در حال توسعه مهارت‌های لازم برای زمانی است که آن زمان فرا برسد.
به گفته PitchBook، این شرکت در مجموع ۷۷۸ میلیون دلار جمع‌آوری کرده است. سرمایه‌گذاران شامل Energy Ventures Group، Koch Disruptive Technologies، Nucleation Capital و بنیاد تحقیقات فارغ‌التحصیلان ویسکانسین هستند.
## General Fusion
General Fusion که اکنون در سومین دهه فعالیت خود به سر می‌برد، به گفته PitchBook، ۴۶۲.۵۳ میلیون دلار جمع‌آوری کرده است. این شرکت مستقر در ریچموند، بریتیش کلمبیا، در سال ۱۳۸۱ (۲۰۰۲) توسط فیزیکدان میشل لابرج تأسیس شد، که می‌خواست رویکردی متفاوت به همجوشی را با نام همجوشی هدف مغناطیسی (MTF) ثابت کند. سرمایه‌گذاران شامل جف بزوس، Temasek، BDC Capital و Chrysalix Venture Capital هستند.
در رآکتور General Fusion، یک دیواره فلزی مایع محفظه‌ای را احاطه کرده است که در آن پلاسما تزریق می‌شود. پیستون‌های اطراف دیواره آن را به سمت داخل هل می‌دهند و پلاسمای داخل را فشرده می‌کنند و یک واکنش همجوشی را آغاز می‌کنند. نوترون‌های حاصل فلز مایع را گرم می‌کنند، که می‌تواند از طریق یک مبدل حرارتی به گردش درآید تا بخار تولید کند و توربین را به حرکت درآورد.
General Fusion در بهار ۱۴۰۴ (بهار ۲۰۲۵) با مشکلاتی مواجه شد. این شرکت در حین ساخت LM26، آخرین دستگاه خود که امیدوار بود در سال ۱۴۰۵ (۲۰۲۶) به نقطه سربه سر برسد، با کمبود نقدینگی مواجه شد. تنها چند روز پس از دستیابی به یک نقطه عطف کلیدی، ۲۵ درصد از کارکنان خود را اخراج کرد. مدیرعامل گرگ توینی نامه‌ای سرگشاده نوشت و از سرمایه‌گذاران درخواست تأمین مالی کرد.
در مرداد ماه، آن‌ها تا حدودی این کار را انجام دادند و ۲۲ میلیون دلار در دور سرمایه‌گذاری pay-to-play تزریق کردند که یکی از سرمایه‌گذاران آن را “کمترین میزان سرمایه ممکن” برای حفظ General Fusion نامید.
## Tokamak Energy
Tokamak Energy طرح معمول توکامک – شکل دونات – را می‌گیرد و آن را فشرده می‌کند و نسبت ابعاد آن را تا جایی کاهش می‌دهد که محدوده‌های بیرونی شروع به شباهت به یک کره می‌کنند. مانند بسیاری دیگر از استارت‌آپ‌های مبتنی بر توکامک، این شرکت از آهنرباهای ابررسانای با دمای بالا (از نوع اکسید مس باریم خاکی کمیاب یا REBCO) استفاده می‌کند. از آنجایی که طراحی آن جمع‌وجورتر از یک توکامک سنتی است، به آهنرباهای کمتری نیاز دارد، که باید هزینه‌ها را کاهش دهد.
نمونه اولیه ST40 این استارت‌آپ مستقر در آکسفوردشر، انگلستان، که شبیه یک تخم مرغ فابرژ بزرگ و استیم‌پانک است، در سال ۱۴۰۱ (۲۰۲۲) پلاسمای فوق‌العاده گرم ۱۰۰ میلیون درجه سانتیگراد تولید کرد. نسل بعدی آن، Demo 4، در حال حاضر در حال ساخت است و هدف آن آزمایش آهنرباهای شرکت در “سناریوهای مرتبط با نیروگاه همجوشی” است. Tokamak Energy در آبان ۱۴۰۳ (نوامبر ۲۰۲۴) ۱۲۵ میلیون دلار برای ادامه تلاش‌های طراحی رآکتور و گسترش تجارت آهنربای خود جمع‌آوری کرد.
به گفته PitchBook، این شرکت در مجموع ۳۳۶ میلیون دلار از سرمایه‌گذاران از جمله Future Planet Capital، In-Q-Tel، Midven و هانس پیتر ویلد، بنیانگذار Capri-Sun جمع‌آوری کرده است.
## Zap Energy
Zap Energy از آهنرباهای ابررسانای با دمای بالا یا لیزرهای فوق‌العاده قدرتمند برای مهار پلاسمای خود استفاده نمی‌کند. بلکه پلاسما را با جریان الکتریکی “زاپ” می‌کند (متوجه شدید؟)، که سپس میدان مغناطیسی خود را تولید می‌کند. این میدان مغناطیسی پلاسما را حدود ۱ میلی‌متر فشرده می‌کند، در این نقطه احتراق رخ می‌دهد. نوترون‌های آزاد شده توسط واکنش همجوشی یک پتوی فلزی مایع را که رآکتور را احاطه کرده است، بمباران می‌کنند و آن را گرم می‌کنند. سپس فلز مایع از طریق یک مبدل حرارتی به گردش در می‌آید، جایی که بخار برای به حرکت درآوردن یک توربین تولید می‌کند.
مانند Helion، Zap Energy در اورت، واشنگتن مستقر است و به گفته PitchBook، این شرکت ۳۲۷ میلیون دلار جمع‌آوری کرده است. حامیان مالی شامل Breakthrough Energy Ventures بیل گیتس، DCVC، Lowercarbon، Energy Impact Partners، Chevron Technology Ventures و بیل گیتس به عنوان یک فرشته هستند.
## Proxima Fusion
اکثر سرمایه‌گذاران از استارت‌آپ‌های بزرگی که به دنبال طرح‌های توکامک یا نوعی محدودسازی اینرسی هستند، حمایت کرده‌اند. اما استلاراتورها در آزمایش‌های علمی، از جمله رآکتور Wendelstein 7-X در آلمان، نویدهای بزرگی نشان داده‌اند.
Proxima Fusion در حال شکستن این روند است، با این حال، با جذب یک دور سرمایه‌گذاری سری A به مبلغ ۱۳۰ میلیون یورو، مجموع سرمایه‌گذاری خود را به بیش از ۱۸۵ میلیون یورو رسانده است. سرمایه‌گذاران شامل Balderton Capital و Cherry Ventures هستند.
استلاراتورها از این نظر شبیه توکامک‌ها هستند که پلاسما را در یک شکل حلقه‌ای با استفاده از آهنرباهای قدرتمند محدود می‌کنند. اما آن‌ها این کار را با یک پیچش انجام می‌دهند – به معنای واقعی کلمه. استلاراتورها به جای اینکه پلاسما را به یک حلقه طراحی شده توسط انسان مجبور کنند، می‌چرخند و برآمده می‌شوند تا با ویژگی‌های خاص پلاسما سازگار شوند. نتیجه باید پلاسمایی باشد که برای مدت طولانی‌تری پایدار بماند و شانس واکنش‌های همجوشی را افزایش دهد.
## Marvel Fusion
Marvel Fusion از رویکرد محدودسازی اینرسی پیروی می‌کند، همان تکنیک اساسی که تسهیلات ملی احتراق (National Ignition Facility) برای اثبات اینکه واکنش‌های همجوشی هسته‌ای کنترل‌شده می‌توانند قدرت بیشتری نسبت به آنچه برای شروع آن‌ها لازم بود، تولید کنند، استفاده کرد. Marvel لیزرهای قدرتمند را به سمت هدفی شلیک می‌کند که با نانوساختارهای سیلیکونی تعبیه شده است که در زیر بمباران آبشاری می‌شوند و سوخت را تا نقطه احتراق فشرده می‌کنند. از آنجایی که این هدف با استفاده از سیلیکون ساخته می‌شود، باید نسبتاً ساده برای تولید باشد و به دهه‌ها تجربه صنعت تولید نیمه‌رسانا تکیه کند.
این استارت‌آپ همجوشی محدودسازی اینرسی در حال ساخت یک مرکز نمایشی با همکاری دانشگاه ایالتی کلرادو است که انتظار دارد تا سال ۱۴۰۶ (۲۰۲۷) عملیاتی شود. Marvel مستقر در مونیخ در مجموع ۱۶۱ میلیون دلار از سرمایه‌گذاران از جمله b2venture، دویچه تلکام، Earlybird، HV Capital و Taavet Hinrikus و Albert Wenger به عنوان فرشته جمع‌آوری کرده است.
## First Light
First Light در اسفند ۱۴۰۳ (مارس ۲۰۲۵) از پیگیری انرژی همجوشی دست کشید و در عوض تغییر مسیر داد تا به یک تأمین‌کننده فناوری برای استارت‌آپ‌های همجوشی و سایر شرکت‌ها تبدیل شود. این استارت‌آپ قبلاً از رویکردی به نام محدودسازی اینرسی پیروی می‌کرد، که در آن گلوله‌های سوخت همجوشی فشرده می‌شوند تا مشتعل شوند.
به گفته PitchBook، First Light که در آکسفوردشر انگلستان مستقر است، ۱۴۰ میلیون دلار از سرمایه‌گذاران از جمله Invesco، IP Group و Tencent جمع‌آوری کرده است.
## Xcimer
اگرچه هیچ چیز در مورد همجوشی را نمی‌توان ساده توصیف کرد، Xcimer رویکرد نسبتاً ساده‌ای را در پیش می‌گیرد: از علم اساسی که پشت آزمایش موفقیت‌آمیز مثبت خالص تسهیلات ملی احتراق (National Ignition Facility) وجود دارد پیروی کنید و فناوری زیربنایی آن را از ابتدا دوباره طراحی کنید. این استارت‌آپ مستقر در کلرادو قصد دارد یک سیستم لیزری ۱۰ مگاجولی را هدف قرار دهد، پنج برابر قدرتمندتر از تنظیمات NIF که تاریخ ساز شد. دیوارهای نمک مذاب محفظه واکنش را احاطه کرده و گرما را جذب می‌کنند و از اولین دیوار جامد در برابر آسیب محافظت می‌کنند.
Xcimer که در دی ۱۴۰۰ (ژانویه ۲۰۲۲) تأسیس شد، تاکنون ۱۰۹ میلیون دلار به گفته PitchBook، از سرمایه‌گذاران از جمله Hedosophia، Breakthrough Energy Ventures، Emerson Collective، Gigascale Capital و Lowercarbon Capital جمع‌آوری کرده است.
منبع: techcrunch.com
