Fusion '101' – Prečo záleží na klimatických zmenách a meteorologických balónoch?

Niektoré veci vo vede sú jednoducho skvelé. Iné sú cool a potenciálne menia život. Tento týždeň americké ministerstvo energetiky oznámilo, že jedno z jeho laboratórií, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), dosiahlo niečo, čo sa nazýva zapálenie fúzie. Poďme si rozobrať, čo to znamená a prečo je to dôležité pre klimatické zmeny.

Katedra energetiky tlačová správa povedal: „Dňa 5. decembra tím v Národnom zapaľovacom zariadení (NIF) LLNL uskutočnil prvý experiment s riadenou fúziou v histórii, ktorý dosiahol tento míľnik, známy aj ako vedecký energetický zlom, čo znamená, že z fúzie vyprodukoval viac energie ako laserovej energie použitej na riadiť to." Fúzia je rovnaký proces, pri ktorom Slnko vyrába energiu. Po celé desaťročia sa vedci snažili reprodukovať mechanizmus v laboratóriách, ale bolo to nepolapiteľné. Dr. Arati Prabhakar, prezidentov hlavný poradca pre vedu a techniku ​​a riaditeľ Úradu pre vedu a technologickú politiku Bieleho domu, poznamenal: „Teoreticky rozumieme fúzii už viac ako storočie, ale cesta od poznania k robeniu môže byť dlhé a namáhavé. Dnešný míľnik ukazuje, čo dokážeme s vytrvalosťou.“

Prečo je to teda dôležité pre klimatické zmeny? K fúzii dochádza, keď sa spoja dve ľahšie jadrá (v tomto prípade vodík), aby sa vytvorilo jediné ťažšie jadro (ako hélium). Počas tohto procesu sa uvoľňuje značné množstvo čistej energie. Tlačová správa ministerstva energetiky pokračovala slovami: „Tento historický, prvý úspech svojho druhu poskytne bezprecedentnú schopnosť podporiť program NNSA Stockpile Stewardship Program a poskytne neoceniteľný pohľad na vyhliadky čistej energie jadrovej syntézy, čo by bola hra. - menič úsilia o dosiahnutie cieľa prezidenta Bidena, ktorým je hospodárstvo s nulovými emisiami uhlíka.

Toto oznámenie mení hru pre vedecké, technologické a inžinierske komunity. Je však dôležité kalibrovať očakávania. Od napodobňovania sily Slnka v dostatočne veľkých mierkach, ktoré zodpovedajú súčasným energetickým potrebám, nás ešte pravdepodobne čakajú roky až desaťročia. Tento experiment vyprodukoval dostatok čistej získanej energie vyvariť pár galónov vody, ale to nie je ten vzrušujúci bod. Ide o to, že viac energie sa vyrobilo na výstupe, ako sa dodalo ako vstup. Majte na pamäti, že prvé lietadlo nebolo Boeing Dreamliner a prvé mobilné telefóny si vyžadovali malý tréning na zdvihnutie.

Je však veľmi lákavé a nádejné predstaviť si energetické hospodárstvo bez emisií, znečistenia ovzdušia alebo rádioaktívneho odpadu. Zdrojom paliva pre fúziu je vodík. Vodík je veľmi bohatý. Keď to čítate, možno sa pýtate, ako sa fúzia líši od štiepenia v jadrových elektrárňach. The Webová stránka Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu hovorí: „Štepenie rozdeľuje ťažký prvok (s vysokým atómovým hmotnostným číslom) na fragmenty; zatiaľ čo fúzia spája dva ľahké prvky (s nízkym atómovým hmotnostným číslom) a vytvára ťažší prvok. Oba procesy uvoľňujú energiu, ale pri fúzii nevzniká rádioaktívny odpad. Produkuje inertné hélium (ktoré sa mimochodom dá použiť v meteorologických balónoch). Fúzia tiež nevyvoláva reťazové reakcie, ktoré sú charakteristické pre jadrové nehody, a nie je v skutočnosti životaschopná ani pri výrobe zbraní.

Možno teraz vidíte, prečo sú vedci závratní.