A Cambridge Heavy Industries vem construindo silenciosamente um dispositivo de fusão de mesa

A energia de fusão geralmente evoca imagens de instalações industriais maciças repletas de grandes lasers ou ímãs, mas uma startup em Cambridge, Massachusetts, tem construído silenciosamente um dispositivo que cabe em uma mesa.

A ótica do dispositivo estava em exibição atrás de Yun Kai, cofundador e CEO da Cambridge Heavy Industries, enquanto ele conversava comigo em uma chamada de vídeo. A empresa vinha operando em modo furtivo a partir de um pequeno laboratório perto do MIT, e Kai deu ao TechCrunch uma visão exclusiva da tecnologia que eles vêm desenvolvendo.

“Nós propositalmente construímos um reator modular pequeno. Ele é minúsculo, cabe na bancada”, ele me disse. “Por ser pequeno, ele torna tudo mais fácil.”

O tamanho pequeno permitiu que a Cambridge Heavy experimentasse e iterasse rapidamente. “A natureza de pequeno módulo pode permitir de 50 a 80 experimentos, de 50 a 80 disparos por dia”, disse ele. Os dados desses experimentos alimentarão simulações que usam IA para otimizar o design.

Essa abordagem ágil atraiu a atenção de investidores. A startup recentemente levantou uma rodada semente de US$ 6,2 milhões liderada pela Azolla Ventures, com a participação de Overlay, Neta Foundation, P3A, MassCEC e da família Rothrock.

O reator de fusão da Cambridge Heavy usa lasers para comprimir um alvo de combustível, de forma semelhante ao experimento inovador que provou que reações de fusão controlada podem produzir mais energia do que consomem. Mas, ao contrário de outros projetos de confinamento inercial, o da Cambridge Heavy minimiza o número de lasers necessários para desencadear a fusão.

O sistema usa dois lasers principais para acionar a ignição. Um laser é dividido em múltiplas linhas de feixe que entregam luz em anéis concêntricos. Esses anéis de luz laser são cronometrados para atingir o alvo de combustível plano e redondo sucessivamente, começando de fora para dentro. O primeiro anel inicia uma onda de compressão dentro do alvo que começa a se deslocar para dentro. Os anéis de laser subsequentes são cronometrados para impulsionar a onda no momento exato para comprimir ainda mais o combustível. 

À medida que a onda de choque chega ao centro do alvo, um laser dispara contra o alvo, gerando calor e produzindo um campo magnético. Com a quantidade certa de pressão e calor, a fusão ocorre. 

O design da Cambridge Heavy gera altas pressões com uma potência de laser relativamente baixa, disse Kai. O conceito surgiu do laboratório de Keith Nelson, um químico do MIT. Lá, pesquisadores usaram os pulsos de laser para estudar materiais sob condições extremas. À medida que aumentavam as pressões, perceberam que estavam se aproximando de condições prontas para fusão.

Em cerca de uma década, a Cambridge Heavy planeja desenvolver uma usina de energia a partir do conceito, embora isso exija a ampliação do design. Ele será maior do que o protótipo de bancada atual, embora não tão grande quanto outras usinas de energia de fusão. Kai disse que deve ter o tamanho de duas quadras de basquete, e servirá para testar se a abordagem pode gerar energia suficiente para sustentar uma usina.

Antes que isso aconteça, no entanto, a Cambridge Heavy planeja usar seus dispositivos de menor escala para fabricar trítio, um isótopo raro de hidrogênio que será usado por quase todas as usinas de fusão em desenvolvimento hoje. O trítio é vendido por cerca de US$ 30.000 por grama hoje.

Cada usina não precisará de muito trítio — na faixa de gramas por ano —, mas a substância é tão rara que existem apenas cerca de 40 quilogramas hoje. Um estudo recente prevê que, sem novas fontes, a indústria de energia de fusão terá um déficit de cerca de 28 quilogramas em 2054. A preços atuais, isso representa cerca de US$ 840 milhões em trítio.

Startups de fusão estão no processo de projetar sistemas de combustível que ajudarão os reatores a serem amplamente autossuficientes no que diz respeito aos suprimentos de trítio, embora possam precisar de reabastecimentos ocasionalmente. Mas esse processo pode levar até 10 anos, disse Kai, dando à Cambridge Heavy anos de receita potencial enquanto busca sua usina de energia.