Fusion '101' — kāpēc tas ir svarīgi klimata pārmaiņām un laikapstākļu baloniem?

Zinātnē dažas lietas ir vienkārši foršas. Citi ir forši un potenciāli var mainīt dzīvi. Šonedēļ ASV Enerģētikas departaments paziņoja, ka viena no tās laboratorijām, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), ir panākusi kaut ko, ko sauc par kodolsintēzes aizdedzi. Noskaidrosim, ko tas nozīmē un kāpēc tas ir svarīgi klimata pārmaiņām.

Enerģētikas departaments presei teica: "5. decembrī LLNL Nacionālās aizdedzes iekārtas (NIF) komanda veica pirmo kontrolēto kodolsintēzes eksperimentu vēsturē, lai sasniegtu šo pavērsiena punktu, kas pazīstams arī kā zinātnisks enerģijas pārrāvums, kas nozīmē, ka kodolsintēzes rezultātā tika iegūta vairāk enerģijas nekā lāzera enerģija, ko izmantoja brauc ar to." Kodolsintēze ir tas pats process, kurā Saule ražo enerģiju. Gadu desmitiem zinātnieki ir mēģinājuši reproducēt mehānismu laboratorijās, taču tas ir bijis nenotverams. Dr. Arati Prabhakars, prezidenta galvenais padomnieks zinātnes un tehnoloģiju jautājumos un Baltā nama Zinātnes un tehnoloģiju politikas biroja direktors, atzīmēja: “Mums ir bijusi teorētiska izpratne par kodolsintēzi jau vairāk nekā gadsimtu, taču ceļš no zināšanām līdz darīšanai var būt garš un grūts. Šodienas pagrieziena punkts parāda, ko mēs varam paveikt ar neatlaidību.

Tātad, kāpēc tas ir svarīgi klimata pārmaiņām? Saplūšana notiek, kad tiek apvienoti divi vieglāki kodoli (šajā gadījumā ūdeņradis), lai iegūtu vienu smagāku kodolu (piemēram, hēliju). Šī procesa laikā tiek atbrīvots ievērojams daudzums tīras enerģijas. Enerģētikas departamenta paziņojumā presei tika teikts: "Šis vēsturiskais, pirmais šāda veida sasniegums sniegs vēl nebijušu iespēju atbalstīt NNSA krājumu uzraudzības programmu un sniegs nenovērtējamu ieskatu par tīras kodolsintēzes enerģijas izredzēm, kas būtu spēle. - maina centienus sasniegt prezidenta Baidena mērķi par nulles oglekļa ekonomiku.

Šis paziņojums ir izmaiņas zinātnes, tehnoloģiju un inženieru kopienās. Tomēr ir svarīgi kalibrēt cerības. Mums joprojām, visticamāk, ir vajadzīgi gadi līdz gadu desmitiem no Saules jaudas atdarināšanas pietiekami lielos mērogos, lai nodrošinātu pašreizējās enerģijas vajadzības. Šis eksperiments radīja pietiekami daudz neto iegūtās enerģijas vārīt pāris galonu ūdens, bet tas nav aizraujošais punkts. Lieta ir tāda, ka vairāk enerģijas tika saražots kā izlaide, nekā piegādāts kā ievade. Ņemiet vērā, ka pirmā lidmašīna nebija Boeing Dreamliner, un pirmo mobilo tālruņu pacelšanai bija nepieciešams neliels treniņš.

Tomēr ir ļoti pievilcīgi un cerīgi iedomāties enerģijas ekonomiku, kurā nav emisiju, gaisa piesārņojuma vai radioaktīvo atkritumu. Kodolsintēzes degvielas padeve ir ūdeņradis. Ūdeņradis ir ļoti daudz. Lasot šo, jūs varētu jautāt, kā kodolsintēze atšķiras no skaldīšanas atomelektrostacijās. The Starptautiskās Atomenerģijas aģentūras vietne saka: “Skaldīšanās sašķeļ smago elementu (ar lielu atommasas skaitu) fragmentos; kamēr saplūšana savieno divus vieglos elementus (ar zemu atommasas skaitu), veidojot smagāku elementu. Abi procesi atbrīvo enerģiju, bet kodolsintēze nerada radioaktīvos atkritumus. Tas ražo inertu hēliju (ko, starp citu, var izmantot laika apstākļu balonos). Kodolsintēze arī neizraisa ķēdes reakcijas, kas ir raksturīgas kodolnegadījumiem, un arī nav īsti dzīvotspējīgas ieroču ražošanā.

Varbūt tagad jūs saprotat, kāpēc zinātnieki ir apmulsuši.