Fusion '101' – kodėl tai svarbu klimato kaitai ir oro balionams?

Kai kurie dalykai moksle yra tiesiog šaunūs. Kiti yra šaunūs ir gali pakeisti gyvenimą. Šią savaitę JAV Energetikos departamentas paskelbė, kad viena iš jo laboratorijų, Lawrence'o Livermore'o nacionalinė laboratorija (LLNL), pasiekė tai, kas vadinama sintezės uždegimu. Išsiaiškinkime, ką tai reiškia ir kodėl tai svarbu klimato kaitai.

Energetikos departamentas pranešimą spaudai „Gruodžio 5 d. LLNL Nacionalinės uždegimo infrastruktūros (NIF) komanda atliko pirmąjį valdomą branduolių sintezės eksperimentą istorijoje, kad pasiektų šį etapą, dar vadinamą moksliniu energijos lūžio tašku, o tai reiškia, kad sintezės metu ji pagamino daugiau energijos nei lazerio energija. vairuok“. Sintezija yra tas pats procesas, kurio metu Saulė gamina energiją. Dešimtmečius mokslininkai bandė atkurti mechanizmą laboratorijose, tačiau tai buvo sunkiai pasiekiama. Dr. Arati Prabhakar, prezidento vyriausiasis patarėjas mokslo ir technologijų klausimais bei Baltųjų rūmų mokslo ir technologijų politikos biuro direktorius, pažymėjo: „Teorinį supratimą apie sintezę turime daugiau nei šimtmetį, tačiau kelionė nuo žinojimo iki veikimo gali būti ilgas ir sunkus. Šios dienos įvykis parodo, ką galime padaryti su atkaklumu.

Taigi kodėl tai svarbu klimato kaitai? Susiliejimas įvyksta, kai du lengvesni branduoliai (šiuo atveju vandenilis) sujungiami ir susidaro vienas sunkesnis branduolys (pvz., helis). Šio proceso metu išsiskiria didelis kiekis švarios energijos. Energetikos departamento pranešime spaudai buvo rašoma: „Šis istorinis, pirmasis tokio pobūdžio pasiekimas suteiks precedento neturintį pajėgumą remti NNSA atsargų valdymo programą ir suteiks neįkainojamų įžvalgų apie švarios sintezės energijos, kuri būtų žaidimas, perspektyvas. – pakeisti pastangas siekiant prezidento Bideno užsibrėžto tikslo – anglies dioksido netoleruojančios ekonomikos.

Šis pranešimas keičia mokslo, technologijų ir inžinierių bendruomenes. Tačiau svarbu sukalibruoti lūkesčius. Tikėtina, kad Saulės galią imituoti pakankamai dideliais masteliais, kad patenkintume dabartinius energijos poreikius, mums vis dar reikia metų ar dešimtmečių. Šis eksperimentas pagamino pakankamai grynosios energijos virti pora galonų vandens, bet tai nėra įdomus dalykas. Esmė ta, kad daugiau energijos buvo pagaminta kaip išeiga, nei pristatyta kaip įvestis. Atminkite, kad pirmasis lėktuvas nebuvo „Boeing Dreamliner“, o pirmiesiems mobiliesiems telefonams pakelti reikėjo nedidelės treniruotės.

Tačiau labai viliojanti ir viltinga įsivaizduoti energijos ekonomiką, kurioje nebūtų išmetamų teršalų, oro taršos ar radioaktyviųjų atliekų. Sintezės kuro tiekimas yra vandenilis. Vandenilio yra labai daug. Skaitydami tai galite paklausti, kuo branduolių sintezė skiriasi nuo dalijimosi atominėse elektrinėse. The Tarptautinės atominės energijos agentūros svetainė sako: „Skilimas padalija sunkųjį elementą (turintį didelį atominės masės skaičių) į fragmentus; o sintezė sujungia du lengvus elementus (turinčių mažą atominės masės skaičių), sudarydama sunkesnį elementą. Abu procesai išskiria energiją, tačiau sintezė nesukuria radioaktyvių atliekų. Jis gamina inertinį helią (beje, jį galima naudoti oro balionuose). Sintezija taip pat nesukelia grandininių reakcijų, kurios būdingos branduolinėms avarijoms, ir ginklų gamyboje taip pat nėra perspektyvios.

Galbūt dabar suprantate, kodėl mokslininkai svaigsta.