Budúcnosť čistej, neobmedzenej energie

Kľúčové jedlá

• 5. decembra americkí vedci z National Ignition Facility v Kalifornii vygenerovali viac energie z reakcie jadrovej fúzie, ako do nej vložili.
• Výsledkom experimentu je masívny prielom v jadrovej energii v storočnom úsilí odomknúť silu slnka na Zemi
• S väčším výskumom a finančnými investíciami výskumníci veria, že sme do štyroch desaťročí výroby 100% čistej, neobmedzenej energie

"Pondelok 5. decembra 2022 bol dôležitým dňom vo vede."

Toto slabé slovo predniesla Jill Hrubá, námestníčka tajomníka Národnej správy jadrovej bezpečnosti (NNSA), na tlačovej konferencii 13. decembra.

Téma: Prelom v jadrovej energii v Národnom zapaľovacom zariadení (NIF) Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) v Kalifornii.

Riaditeľ Úradu pre vedu a technológiu Bieleho domu Dr. Arata Prabhakar ohlásil úspech ako „vedecký míľnik“ a „neuveriteľný inžiniersky zázrak“.

„Táto dualita pokroku vo výskume, budovania zložitých inžinierskych systémov, obe strany sa navzájom učia, takto robíme naozaj veľké, ťažké veci a toto je len krásny príklad,“ dodala.

Čistý energetický zisk z fúznej reakcie je prvý v histórii ľudstva. Zatiaľ čo ďalší výskum (a veľa je potrebný ďalší výskum), aby bola technológia replikovateľná, škálovateľná a efektívnejšia, je to nevyhnutný krok na ceste k čistej energii.

A pre investorov to predstavuje desaťročia príležitostí zrelých na trhanie.

Čo je jadrová fúzia?

Jadrová fúzia zahŕňa spojenie atómov do jedného väčšieho atómu. Tento proces generuje obrovské množstvo energie a je hlavnou reakciou, ktorá poháňa naše slnko.

Jadrová fúzia sa líši od jadrového štiepenia, procesu používaného v jadrových elektrárňach. Štiepenie atómy skôr štiepi ako spája, čím vzniká nebezpečný rádioaktívny odpad.

Naproti tomu jadrová fúzia je oveľa efektívnejšia, nevytvára takmer žiadny odpad a unikajú z nej atómy vodíka, ktoré sú ľahko dostupné v morskej vode, a nie rádioaktívne materiály uložené v zemi. To z neho robí ideálneho kandidáta na napájanie všetkého od domov až po výrobné závody...ak by sa to dalo škálovať.

Od objavenia fúzie pred storočím sa vedci predháňali v odomknutí a replikácii mechaniky v laboratóriu. Ale spustenie fúznej reakcie, ktorá si vyžaduje menej energie, než vydá, proces nazývaný zapaľovanie, vedcom unikol…

Do teraz.

Prelom v jadrovej energii v skratke

Decembrový prielom v jadrovej energii nastal v Národnom zapaľovacom zariadení, ktoré využíva proces nazývaný „termonukleárna inerciálna fúzia“.

Laserový komplex v hodnote 3.5 miliardy dolárov v podstate vystreľuje 192 laserov na malú kapsulu. Kapsula obsahuje dva izotopy vodíka, ktoré sa po bombardovaní energiou takmer okamžite vyparia. Proces fúzie uvoľňuje obrovské množstvo energie.

V minulosti vstup energie z laserov ďaleko prevyšoval výstup energie z fúznej reakcie. 5. decembra však výskumníci skúsili niečo nové.

Škrupina okolo kapsuly, ktorú použili, bola hrubšia ako v minulých experimentoch, čo znamená, že malé chyby ovplyvňujú experiment menej. Táto jednoduchá – a neuveriteľne opakovateľná – zmena umožnila, aby sa stalo niečo neuveriteľné.

Dr. Marvin Adams, zástupca správcu NNSA pre obranné programy, opísal proces na utorkovej tlačovej konferencii. Poznamenal, že proces začal guľovitým valcom obsahujúcim malú kapsulu, „približne polovičný priemer ako BB“.

„192 laserových lúčov vstúpilo z dvoch koncov valca,“ povedal, „a zasiahli vnútornú stenu... Röntgenové lúče zo steny dopadali na sférickú kapsulu. Fúzne palivo v kapsule sa stlačilo, začali sa fúzne reakcie. Toto všetko sa stalo predtým, 100-krát predtým. Minulý týždeň však tento experiment po prvýkrát navrhli tak, aby fúzne palivo zostalo dostatočne horúce, dostatočne husté a okrúhle dostatočne dlho na to, aby sa vznietilo. A produkoval viac energie, ako uložili lasery. Asi 2 megajouly dovnútra, asi 3 megajouly von. Zisk 1.5."

Dôležitosť tohto prelomu

Zisk 1.5 znie málo a z energetického hľadiska to tak je. Nie je však dôležitá veľkosť reakcie, ale to, že sa stala vôbec.

Prielom jadrovej fúzie 5. decembra bol vyvrcholením storočia výskumu, financovania dolárov a zlyhaní. Hoci medzi dneškom a komerčnou životaschopnosťou existuje veľa krokov, bez tohto kroku bola fúzia ako zdroj energie o niečo viac ako trik sci-fi. Dnes je to už realita.

A dlhodobý potenciál budúcnosti ťažkej fúzie je jednoducho ohromujúci. Na rozdiel od uhlia a fosílnych palív nevytvárajú fúzne reakcie žiadne emisie CO2 ani iné vedľajšie produkty. A keďže beží na vodík, najrozšírenejšom prvku vo vesmíre, jeho produkčný potenciál je prakticky neobmedzený.

S takým množstvom energie nielenže znížime našu emisnú stopu – mohli by sme to zvrátiť.

Neobmedzený výkon by umožnil rýchlejší, lacnejší a čistejší pokrok vo všetkých druhoch technológií, od riešení klimatických zmien až po lepšie notebooky.

Energia jadrovej syntézy by mohla zmierniť výpadky energie, poháňať čističky vody a pomôcť nám objaviť lepšie spôsoby recyklácie a likvidácie odpadu.

Nové technológie by mohli vo veľkom vytiahnuť CO2 z atmosféry, čím by sa zmiernili klimatické zmeny a znížili by sa ľudské obete spôsobené znečistením.

Technológia batérií by mohla napredovať a umožniť masové prijatie výroby a skladovania čistej energie pre domácnosti, vozidlá a ďalšie.

Vo veľkom, dlhodobom meradle by energia jadrovej syntézy mohla eliminovať emisie ľudstva, čo by umožnilo čistejšiu, zelenšiu a zdravšiu planétu – nehovoriac o zvýšenej životnej úrovni pre celé ľudstvo.

Ak to znie trochu idealisticky, nemýlite sa. Ale opäť, pred 50 rokmi bola perspektíva energie jadrovej syntézy idealistická. Tento mesiac vedci dokázali, že fúzia je možná. Prečo sa nemôžu naplniť aj ostatné dlhodobé výhody?

Čo to znamená pre investorov?

Kým sa však budúcnosť jadrovej syntézy stane realitou, energetický priestor si vyžaduje viac výskumu a inovácií – veľa.

Čas a technológia sú kľúčové

Tlačová konferencia odhalila, že laserové pole, ktoré poháňalo prelom v jadrovej energii, je založené na 40-ročnej technológii. Moderné lasery sú nielen výkonnejšie, ale aj efektívnejšie – čo znamená, že väčšie zisky energie jadrovej syntézy sú hneď za rohom.

Riaditeľ LLNL Dr. Kim Budil dával pozor, aby novinárom a investorom pripomenul, že fúzia nie je vzdialená štyri týždne alebo dokonca štyri roky. Proces si vyžiada čas.

"Existujú veľmi významné prekážky, nielen vo vede, ale aj v technológii," povedala. „Toto je jedna zapálená kapsula a na realizáciu komerčnej fúznej energie musíte urobiť veľa vecí. Musíte byť schopní produkovať veľa, veľa fúznych zápalov za minútu a musíte mať robustný systém ovládačov, aby ste to umožnili.“

Je však optimistická aj v tom, že budúcnosť poháňaná fúziou je na dosah.

„[Pravdepodobne to nie je ani päť desaťročí [preč], ako sme to hovorili,“ dodala. „Myslím, že sa to dostáva do popredia. S niekoľkými desaťročiami výskumu a investícií... by sme mohli postaviť elektrárne.“

Finančné investície môžu urýchliť komercializáciu

LLNL sa vo veľkej miere spoliehala na verejné granty a financovanie, aby sa prelom v jadrovej energii stal realitou. Americká ministerka energetiky Jennifer Granholm sa však domnieva, že na uskutočnenie fúzie je potrebný súkromný aj verejný výskum.

"Vieme, že medzi komunitou súkromných financií bol obrovský záujem...a to podporujeme," povedala na utorkovej tlačovej konferencii. "Toto ukazuje, že sa to dá urobiť, čo bola vždy otázka: dokážete sa tam dostať?"

"Táto hranica, ktorá sa prekročí, umožňuje [vedcom] začať pracovať na lepších laseroch, efektívnejších laseroch, na lepších zadržiavacích kapsulách atď., [Toto sú] veci, ktoré sú potrebné na to, aby bolo možné modularizovať a uviesť do komerčného rozsahu."

Našťastie, súkromný sektor naskakuje na palubu. Kim Budil poznamenal, že mnohé súkromné ​​spoločnosti skúmajú výrobu inerciálnej fúzie spolu so svojou sesternicou, magnetickou fúziou. (Magnetická fúzia využíva tokamak, zariadenie v tvare šišky, ktoré využíva silné magnety na obmedzenie plazmy v určitom tvare.)

Budil verí, že medzi tým, že je magnetická fúzia „trochu v popredí“ a tohtoročným prelomom v zapaľovaní, mať naše súčasné technologické „portfólio prístupov je skutočne skvelé miesto“.

Dodala: "Tieto komunity sa budú navzájom živiť, budeme sa učiť, budeme pokračovať v napredovaní v tejto oblasti a mnoho technológií vyrastie z oboch polí okrem cesty k fúznej elektrárni."

Využitie prelomu jadrovej fúzie

Počas tlačovej konferencie sa Arata Prabhakar podelil s publikom o chvíľu zamyslenia.

"Tiež som premýšľala o tom, aká dlhá môže byť cesta od poznania k robeniu," povedala. „Pretože je to už storočie, odkedy sme prišli na to, že ide o fúziu [poháňajúcu hviezdy]. A v tom storočí to vyžadovalo toľko rôznych pokrokov, ktoré sa nakoniec spojili do bodu, že sme mohli túto fúznu aktivitu replikovať týmto kontrolovateľným spôsobom v laboratóriu.

Čas – dokonca aj v rozsahu desaťročí – je pojem, ktorý investori poznajú. Na zarábanie peňazí, investovanie peňazí a vidieť výsledky z týchto investícií je potrebný čas.

Ak sa jadrová fúzia dokáže komerčne rozšíriť, predstavuje neobmedzenú energiu pre ľudstvo – a obrovský potenciál zárobkov pre investorov, ktorí tu zostali.

Q.ai je tu, aby vám pomohla investovať do budúcnosti a potenciálu zárobkov.

S našimi Clean Tech Kit, naša AI zhŕňa najlepšie inovácie v oblasti zelenej energie. Investovanie do tejto súpravy je rýchly a jednoduchý spôsob, ako investovať svoje peniaze do budovania lepšej budúcnosti – a dúfajme, že v tomto procese vytvoríte nejaké výnosy.

Investovanie je jednoduché, inteligentné a zelené.

A ako v utorok povedal riaditeľ LLNL Kim Budil: „Výzvy v oblasti vedy a techniky na ceste k energii jadrovej syntézy sú skľučujúce, ale zdanlivo nemožné robíme možnými vtedy, keď sme na tom najlepšie.“

Stiahnite si Q.ai ešte dnes prístup k investičným stratégiám založeným na AI.