Fúzia je svätý grál čistej energie a práve urobila zásadný prelom

Vedci z Národného laboratória Lawrence Livermore v Kalifornii urobili dôležitý krok prielom v technológii jadrovej fúzie, ktorá využíva energiu, ktorá sa uvoľní, keď sa dva atómy vodíka spoja, aby sa vytvorilo hélium. 5. decembra dosiahli to, čo je známe ako „zapálenie“, čo znamená, že z fúznej reakcie sa vyrobilo viac energie, ako bolo potrebné na uskutočnenie reakcie. Ide o veľký krok vpred pre to, čo by mohlo byť jedným z najdôležitejších zdrojov čistej energie v budúcnosti.

Úspešný experiment sa uskutočnil v Národnom zapaľovacom zariadení v Livermore v Kalifornii, kde sa nachádza najväčšie zariadenie na laserovú fúziu na svete. Začiatkom tohto mesiaca boli lasery nasmerované na malý zlatý valec obsahujúci sférický diamant, vo vnútri ktorého boli izotopy vodíka deutérium a trícium. Tie sa zahrievali pri extrémnych teplotách, kým sa nespojili a nevytvorili hélium.

Tento proces dvoch alebo viacerých atómových jadier, ktoré sa spájajú, aby vytvorili jediné, ťažšie jadro, uvoľňuje energiu, ktorá sa potom môže použiť na výrobu elektriny. Fúzia je najlepšie známa tým, že poháňa slnko a iné hviezdy, ale v budúcnosti by sa mohla použiť aj na napájanie väčšiny našich energetických potrieb priamo tu na Zemi. Je to pravdepodobne jediná forma čistej energie na obzore práve teraz, ktorá má potenciál skutočne zmeniť naše využívanie energie a poskytuje takmer neobmedzené energetická hojnosť.

Toto je prvý známy prípad vznietenia – získania väčšieho množstva energie, ako sa dostalo do reakcie. Napriek prelomu existuje množstvo výziev, ktoré bude potrebné prekonať, kým elektrina vo vašej domácnosti bude pochádzať z jadrovej fúznej elektrárne.

Prvým sú technologické výzvy. Zariadenie NIF stále využíva viac energie zo siete, ako dostane späť v podobe energie z reakcie. To sa bude musieť zmeniť, čo znamená, že efektívnosť celej operácie sa bude musieť zvýšiť rádovo. Zapaľovanie je len prvým krokom ku komerčnej životaschopnosti. Aby sa fúzia stala praktickou realitou, reakcia bude musieť byť skutočne sebestačná, keďže jedna fúzna reakcia poháňa ďalšiu a ďalšiu.

Potom sú tu náklady. trícium najmä je drahý a vzácny a tieto vstupy nezodpovedajú ani nákladom na výstavbu jadrového zariadenia. Okrem toho nie je jasné, aký prístup je najlepší spôsob, ako vyvolať fúznu reťazovú reakciu. Lasery sú len jedným zo spôsobov, ako zvládnuť reakciu, ktorá môže dosiahnuť teploty v miliónoch stupňov Celzia. Magnety sú ďalšou bežnou metódou, ktorá sa používa na vytvorenie silného magnetického poľa, ktoré obmedzuje horúcu plazmu, keď krúži okolo vákuovej komory nazývanej tokamak. Obrovská rozmanitosť rôznych metód fúzie naznačuje, že je potrebné oveľa viac experimentov.

Dokonca aj tie najoptimistickejšie prognózy hovoria, že fúzna elektráreň nebude online až do 2030. rokov XNUMX. storočia. Ľudia z ministerstva energetiky hovoria, že to bude „desaťročia“ predtým, než sa komerčná fúzia stane realitou. To znamená, že DOE dúfa, že pilotný závod bude spustený do začiatku 2030. rokov XNUMX. storočia a skutočná vec by mohla prísť krátko potom.

Klimatické zmeny sú však už teraz veľkým problémom, rovnako ako jej dopady byť cítiť okolo sveta. Riešením by mohol byť veľký prielom v oblasti fúzie, ale skeptici majú pravdu, keď poukazujú na to, že MIT a Cal-Tech sa jednoducho nepohybujú dostatočne rýchlo. Svet na nich čaká so zatajeným dychom. Dokážu premeniť figuratívnu slamu na zlato? Len čas ukáže, ale ja osobne verím, že na to majú.