Sintezija yra šventasis švarios energijos gralis, ir tai tiesiog padarė didelį proveržį

Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos Kalifornijoje mokslininkai padarė svarbų laimėjimas branduolių sintezės technologijoje, kuri panaudoja energiją, kuri išsiskiria, kai du vandenilio atomai susilieja, kad susidarytų helis. Gruodžio 5 d. jie pasiekė vadinamąjį „uždegimą“, o tai reiškia, kad sintezės reakcijos metu buvo pagaminta daugiau energijos, nei reikėjo reakcijai įvykti. Tai didelis žingsnis į priekį siekiant ateityje tapti vienu svarbiausių švarios energijos šaltinių.

Sėkmingas eksperimentas įvyko Nacionalinėje uždegimo įstaigoje Livermore, Kalifornijoje, kur yra didžiausia pasaulyje lazerių sintezės įranga. Anksčiau šį mėnesį lazeriai buvo nukreipti į mažytį auksinį cilindrą su sferiniu deimantu, kurio viduje buvo vandenilio izotopai deuterio ir tričio. Jie buvo kaitinami ekstremaliose temperatūrose, kol susijungė, kad susidarytų helis.

Šis procesas, kai du ar daugiau atomų branduolių susilieja, kad susidarytų vienas sunkesnis branduolys, išskiria energiją, kurią vėliau galima panaudoti elektros energijai gaminti. Sintezija geriausiai žinoma dėl saulės ir kitų žvaigždžių energijos tiekimo, tačiau ateityje ji taip pat galėtų būti naudojama didžiajai daliai mūsų energijos poreikių čia, žemėje, patenkinti. Tai turbūt vienintelė šiuo metu horizonte matoma švarios energijos forma, kuri gali iš tikrųjų pakeisti mūsų energijos naudojimą, tiekdama beveik neribotą kiekį. energijos gausa.

Tai pirmas žinomas užsidegimo atvejis – išgaunama daugiau energijos, nei suvartojama į reakciją. Nepaisant proveržio, yra nemažai iššūkių, kuriuos teks įveikti, kol elektra jūsų namuose tiekiama iš branduolinės sintezės jėgainės.

Pirmieji yra technologiniai iššūkiai. NIF įrenginys vis tiek sunaudoja daugiau energijos iš tinklo, nei gauna atgal, skaičiuojant iš reakcijos. Tai turės pasikeisti, o tai reiškia, kad visos operacijos efektyvumas turės padidėti eilėmis. Uždegimas yra tik pirmas žingsnis komercinio gyvybingumo link. Kad sintezė taptų praktine realybe, reakcija turės tapti tikrai savarankiška, nes viena sintezės reakcija įgalina kitą ir kitą.

Tada yra kaina. Tričio ypač brangus ir menkas, o šios sąnaudos net neapima sintezės įrenginio statybos sąnaudų. Be to, neaišku, koks metodas yra geriausias būdas sukelti sintezės grandininę reakciją. Lazeriai yra tik vienas būdas valdyti reakciją, kurios temperatūra gali siekti milijonus laipsnių Celsijaus. Magnetai yra dar vienas įprastas metodas, naudojamas sukurti galingą magnetinį lauką, kuris riboja karštą plazmą, kai ji sukasi aplink vakuuminę kamerą, vadinamą tokamaku. Didžiulė skirtingų sintezės metodų įvairovė rodo, kad reikia daug daugiau eksperimentuoti.

Net pačios optimistiškiausios prognozės yra tai, kad branduolių sintezės jėgainė bus pradėta naudoti tik 2030 m. Energetikos departamento žmonės sako, kad tai busdešimtmečius“, kol komercinė sintezė yra realybė. Nepaisant to, DOE tikisi, kad bandomoji gamykla pradės veikti 2030-ųjų pradžioje, o tikroji gali atsirasti netrukus po to.

Tačiau klimato kaita, kaip ir jos poveikis, jau yra didelė problema jaučiamas aplink pasauli. Didelis sintezės proveržis galėtų būti sprendimas, tačiau skeptikai teisūs pažymi, kad MIT ir Cal-Tech švilpimai tiesiog nejuda pakankamai greitai. Pasaulis jų laukia sulaikęs kvapą. Ar jie gali figūrinį šiaudą paversti auksu? Tik laikas parodys, bet aš tikiu, kad jie turi tai, ko reikia.