Будућност чисте, неограничене енергије

Кључни одводи

• Дана 5. децембра, амерички научници у Националном постројењу за паљење у Калифорнији произвели су више енергије из реакције нуклеарне фузије него што су уложили
• Експериментални резултат је огроман продор у нуклеарну енергију у вековној потрази за откључавањем моћи сунца на земљи
• Уз више истраживања и финансијских улагања, истраживачи верују да смо у року од четири деценије од производње 100% чисте, неограничене енергије

„Понедељак, 5. децембар 2022. је био важан дан у науци.

Ово потцењивање дала је Џил Хруби, подсекретар Националне администрације за нуклеарну безбедност (ННСА), на конференцији за новинаре 13. децембра.

Тема: Пробој нуклеарне енергије у Националној лабораторији Лоренс Ливермор (ЛЛНЛ) Натионал Игнитион Фацилити (НИФ) у Калифорнији.

Директор Канцеларије за науку и технологију Беле куће, др Арата Прабхакар, најавио је ово достигнуће као „научну прекретницу“ и „инжењерско чудо за неверовање“.

„Овај дуалитет унапређења истраживања, изградње сложених инжењерских система, обе стране уче једна од друге, овако радимо заиста велике, тешке ствари, а ово је само леп пример“, додала је она.

Нето добитак енергије од реакције фузије је први у људској историји. Док више истраживања (а много потребно је више истраживања) да би се технологија учинила реплициранијом, скалабилном и ефикаснијом, то је суштински корак на путу ка чистој енергији.

А за инвеститоре, то представља деценије прилика зрелих за чупање.

Šta je nuklearna fuzija?

Нуклеарна фузија укључује комбиновање атома у један, већи атом. Процес генерише огромне количине енергије и представља кључну реакцију која покреће наше сунце.

Нуклеарна фузија се разликује од нуклеарне фисије, процеса који се користи у нуклеарним електранама. Фисија раздваја атоме, а не комбинује их, стварајући опасан радиоактивни отпад у процесу.

Насупрот томе, нуклеарна фузија је далеко ефикаснија, не ствара скоро никакав отпад и отпушта атоме водоника који су лако доступни у морској води, уместо радиоактивних материјала закопаних у земљу. То га чини идеалним кандидатом за напајање свега, од кућа до производних погона...ако би се могло повећати.

Откако је фузија откривена пре једног века, научници су се утркивали да откључају и реплицирају механику у лабораторији. Али покретање реакције фузије која захтева мање енергије него што даје, процес који се зове паљење, избегао је научницима…

До сада.

Укратко о нуклеарној енергији

Пробој нуклеарне енергије у децембру догодио се у Националном постројењу за паљење, које користи процес који се назива „термонуклеарна инерцијална фузија“.

У суштини, ласерски комплекс вредан 3.5 милијарди долара испаљује 192 ласера ​​на малу капсулу. Капсула садржи два изотопа водоника који, када су бомбардовани енергијом, скоро одмах испаре. Процес фузије ослобађа огромне количине енергије.

У прошлости, улазна енергија из ласера ​​је далеко премашивала излазну енергију из реакције фузије. Али 5. децембра истраживачи су покушали нешто ново.

Шкољка око капсуле коју су користили била је дебља него у прошлим експериментима, што значи да мали недостаци мање утичу на експеримент. Ова једноставна – и невероватно поновљива – промена је омогућила да се деси нешто невероватно.

Др Марвин Адамс, заменик администратора за одбрамбене програме ННСА, описао је процес на конференцији за новинаре у уторак. Он је приметио да је процес почео са сферичним цилиндром који садржи малу капсулу, „око половине пречника ББ“.

„192 ласерска зрака ушла су са два краја цилиндра“, рекао је, „и ударила у унутрашњи зид… Рендгенски зраци са зида ударили су у сферичну капсулу. Фузионо гориво у капсули се стиснуло, почеле су реакције фузије. Све се ово дешавало раније, 100 пута раније. Али прошле недеље су по први пут дизајнирали овај експеримент тако да је фузионо гориво остало довољно вруће, довољно густо и довољно округло довољно дуго да се запали. И произвео је више енергије него што су ласери депоновали. Око 2 мегаџула унутра, око 3 мегаџула напољу. Добитак од 1.5.”

Важност овог открића

Добитак од 1.5 звучи мало, а у енергетском смислу јесте. Али није битна величина реакције – већ да се то догодило уопште.

Пробој нуклеарне фузије 5. децембра био је кулминација једног века истраживања, финансијских долара и неуспеха. Иако постоји много корака између данашњег доба и комерцијалне одрживости, без овог корака, фузија као извор енергије није била ништа више од научне фантастике. Данас је то реалност.

А дугорочни потенцијал будућности тешке фузије је једноставно запањујући. За разлику од угља и фосилних горива, реакције фузије не стварају емисије ЦО2 или друге нуспроизводе. А пошто ради на водонику, најзаступљенијем елементу у универзуму, практично је неограничен у свом производном потенцијалу.

Са толико енергије, нећемо само смањити свој емисијски отисак – могли бисмо га преокренути.

Неограничена снага би омогућила да се све врсте технологија унапреде брже, јефтиније и чистије, од решења за климатске промене до бољих лаптопова.

Енергија фузије би могла да ублажи нестанке енергије, постројења за пречишћавање воде и помогне нам да откријемо боље начине за рециклирање и одлагање смећа.

Нове технологије би могле да повуку ЦО2 из атмосфере у великим размерама, ублажавајући климатске промене и смањујући људске жртве изазване загађењем.

Технологија батерија би могла да напредује, омогућавајући масовно усвајање производње и складиштења чисте енергије за домове, возила и друго.

У великим, дугорочним размерама, енергија фузије би могла да елиминише емисије човечанства, омогућавајући чистију, зеленију, здравију планету – да не спомињемо, узвишенији живот за цело човечанство.

Ако то звучи помало идеалистички, нисте погрешили. Али опет, перспектива фузионе енергије била је идеалистичка пре 50 година. Овог месеца научници су доказали да је фузија могућа. Зашто се и друге дугорочне користи не могу остварити?

Шта ово значи за инвеститоре?

Али пре него што будућност фузије постане стварност, енергетски простор захтева више истраживања и иновација – доста тога.

Време и технологија су кључни

Конференција за штампу је открила да је ласерски низ који је покретао продор у нуклеарну енергију заснован на технологији старој 40 година. Не само да су савремени ласери моћнији, већ су и ефикаснији – што значи да су већи добици енергије фузије одмах иза угла.

Директор ЛЛНЛ др Ким Будил је пажљиво подсетио новинаре и инвеститоре да до фузије нису четири недеље или чак четири године. Процес ће потрајати.

„Постоје веома значајне препреке, не само у науци, већ иу технологији“, рекла је она. „Ово је једна запаљена капсула једном, а да бисте остварили комерцијалну енергију фузије, морате да урадите много ствари. Морате бити у могућности да произведете много, много догађаја паљења фузије у минути, и морате имати робустан систем драјвера да бисте то омогућили.”

Међутим, она је такође оптимистична јер је будућност заснована на фузији надохват руке.

„[То] вероватно није пет деценија [даље], што смо говорили“, додала је она. „Мислим да се креће у први план. Са неколико деценија истраживања и улагања… могло би нас довести у позицију да градимо електране.”

Финансијске инвестиције могу покренути бржу комерцијализацију

ЛЛНЛ се у великој мери ослањао на јавне грантове и финансирање како би пробој нуклеарне енергије постао стварност. Али америчка секретарка за енергетику Џенифер Гранхолм верује да су и приватна и јавна истраживања потребна да би се фузија догодила.

„Знамо да постоји велико интересовање међу приватном финансијском заједницом... и ми то охрабрујемо“, рекла је она на конференцији за новинаре у уторак. „Ово показује да се то може урадити, што је одувек било питање: можете ли стићи тамо?“

„Тај праг који је пређен омогућава [научникима] да почну да раде на бољим ласерима, ефикаснијим ласерима, на бољим капсулама за задржавање, итд., [Ово су] ствари које су неопходне да би се омогућило да се модуларизује и пренесе у комерцијалне размере.

На срећу, приватни сектор се укључује. Ким Будил је приметио да многе приватне компаније истражују производњу инерционе фузије заједно са својом рођаком, магнетном фузијом. (Магнетна фузија користи токамак, уређај у облику крофне који користи јаке магнете да ограничи плазму у одређеном облику.)

Будил верује да је, између магнетне фузије која је „мало испред“ и овомесечног продора паљења, наш тренутни технолошки „портфолио приступа заиста одлично место за бити“.

Она је додала: „Ове заједнице ће се хранити једна од друге, учићемо, наставићемо да унапређујемо ову област, а многе технологије ће израсти из оба поља поред пута до фузионе електране.

Искоришћавање пробоја нуклеарне фузије

Током конференције за штампу, Арата Прабхакар је поделио тренутак размишљања са публиком.

„Такође сам размишљала о томе колико дуго може бити путовање од знања до делања“, рекла је она. „Зато што је прошао век откако смо схватили да је то фузија [напајање звезда]. И у том веку, било је потребно толико различитих напретка који су се на крају спојили до тачке да смо могли да поновимо ту фузиону активност на овај контролисан начин у лабораторији."

Време – чак и на скали од деценија – је концепт са којим су инвеститори упознати. Потребно је време да се заради, уложи новац и види резултат тих улагања.

Ако се нуклеарна фузија може довести до комерцијалних размера, она представља неограничену енергију за човечанство – и огроман потенцијал зараде за инвеститоре који су остали.

К.аи је ту да вам помогне да инвестирате у ту будућност и тај потенцијал зараде.

Са нашим Цлеан Тецх Кит, наша АИ заокружује најбоље иновације зелене енергије. Улагање у овај комплет је брз и лак начин да свој новац уложите у изградњу боље будућности – и надамо се да ћете остварити неке поврате у том процесу.

Лако је, паметно и зелено улагање.

И као што је директор ЛЛНЛ-а Ким Будил рекао у уторак, „Изазови науке и технологије на путу ка фузионој енергији су застрашујући, али чинити наизглед немогуће могуће је када смо у најбољем стању.

Преузмите К.аи данас за приступ стратегијама улагања које покреће вештачка интелигенција.