Када ће нуклеарна фузија искључити нафту и гас.

Ова божићна сезона је време захвалности и наде за наметање скокова у науци који се праве:

Прво, Принц Вилијам, који је основао награду Еартхсхотс, најавио доделу награда у Бостону 2022. Позвана је једна категорија Оживите наше океане. Победник је група тзв Аутохтоне жене Великог коралног гребена. Гребен је нападнут, а победници су посвећени његовој одбрани. Они раде на заштити плажа и корњача и очувању морске траве која хвата десет пута више ЦО2 од амазонских шума. Они се баве знањем древних абориџина и користе модерне алате попут дронова да прате промене корала на гребену, као и пожаре у унутрашњости.

Друго, 20 година Министарство енергетике САД је финансирало концепт и развој малог модуларног нуклеарног реактора (СМР) под називом НуСцале Повер Модуле. Предности су безбедније, јефтиније, скалабилне и без угљеника. То је једини СМР који је добио одобрење за дизајн од Комисије за нуклеарну регулацију (НРЦ). Мањи од 100 стопа висок, модул је цилиндар ширине 15 стопа који се налази у кади с водом испод нивоа земље. Може да произведе 77 мегавата електричне енергије која може да напаја 60,000 домова. Циљ је да почне да ради у Ајдаху до 2029.

Треће, медицинска установа има а напредак у лечењу одређених карцинома. Метода изводи Т-ћелије, које су део имуног система који се бори против рака, из тела да би их генетски модификовао, користећи ЦРИСПР технику, а затим их поново убризгао назад у тело као „живи лек“. Користећи ЦРИСПР, Т-ћелије се могу фино подесити и учинити смртоноснијим у њиховом нападу на одређене ћелије рака.

Ове „готове“ Т-ћелије могу се брзо произвести у великим количинама помоћу ЦРИСПР-а, уместо да чекају недељама или месецима раније. Дана 12. децембра 2022, др МекГуирк са Универзитета у Канзасу, објавио је резултате испитивања који су били изненађујуће добри и отворили нова врата за лечење карцинома: тумори су се смањили за 67% од 32 пацијента са раком лимфома. 40% пацијената је постигло потпуну ремисију. Постоји велики ентузијазам за потенцијал ове технике да излечи многе друге врсте рака.

Четврти је пробој у нуклеарној фузији који је прилично запањујући.

Пробој нуклеарне фузије.

У прошлом веку, највећем веку физике, једно од открића била је нуклеарна фисија. Када се тешки атом као што је плутонијум распадне, мала количина масе се губи и поново се појављује као огромна количина енергије — јер Е = мц^2, где је ц брзина светлости и веома велики број.

Под претњом да ће Немачка развити бомбу са ланчаном реакцијом на основу ове реакције, америчка влада је уложила огромну количину средстава у изградњу фисионе бомбе у Лос Аламосу, у Новом Мексику, недалеко од места где ја живим. Тестиран је у пустињи Бели песак јужно од Албукеркија, и на крају је искоришћен за окончање рата са Јапаном.

Комерцијална примена је брзо довела до нуклеарних реактора величине мреже у различитим земљама. Неки су били успешни - Француска добија 70% своје електричне енергије из 56 нуклеарних реактора, док САД добијају око 20% своје енергије из 93 нуклеарна реактора.

Али успех је неугодан када се догоде страшне несреће, као што су Чернобил, Русија, 1986. и Фукушима, Јапан, 2011., и увек присутна брига о одлагању нуклеарног отпада у САД.

Сестринска нуклеарна реакција је када су два језгра водоника присиљена да се споје у хелијум савладавањем одбојних сила и поново се ослобађа огромна количина енергије. Ово је била основа америчких тестова хидрогенске бомбе у јужном Пацифику (Атол Бикини) 1950-их пре споразума о забрани тестирања из 1963. године.

Од тада се деценијама тражи комерцијална примена нуклеарне фузије. На пример, један подухват је базиран у националним лабораторијама Сандиа у Албукеркију, где је топло наелектрисана плазма ограничена електричним пољима. Идеја је била да се плазма ограничи, компримује и загрева (улазак енергије) све док се језгра водоника не споје (енергија). Али улазак енергије је увек био већи од потрошње енергије.

Друга комерцијална примена била је у Лабораторији Лоренс Ливермор у области залива Сан Франциско у Калифорнији. Ево Коришћена су 192 ласера да ограничи, компримује и загреје плазму тако што ће експлодирати пелет од 1 милион долара мешаних изотопа водоника. Резултати су увек били исти – до сада. Најављено у недељи која се завршава 16. децембра 2022. године, потрошња енергије (3.1 мегаџула) је по први пут била више од принудне енергије (2.1 мегаџула). То је прави пробој. Постигнута температура била је 3 милиона степени Ц.

Стављајући ово у перспективу.

Прво, унос енергије у односу на губитак енергије је превише једноставан, јер је за напајање ласера ​​потребна знатно већа енергија: 400 мегаџула. Види реф 1.

Друго, прича о успеху се односила на само један догађај – једно фузионо паљење. Да би био скоро практичан, било би потребно много, много догађаја фузије у минути, и био би потребан ласер који је хиљадама пута моћнији. Осим тога, цена би морала бити милион пута јефтинија (Реф. 1). Једном речју, овај успех, иако инспиративан, није ни приближно ни замишљању практичне примене.

Дакле, није јефтин и није практичан, али би производио енергију високог интензитета и био би без угљеника.

Енергија нуклеарне фисије је милион пута моћније него било који други извор енергије на земљи. И то је велики разлог зашто се у земље попут Француске и САД улаже у изградњу десетина нуклеарних електрана.

Нуклеарна фузија ствара 3-4 пута више енергије од нуклеарне фисије. То је један део сна. Други део сна о фузији је да не постоје нуклеарни отпадни производи за одлагање – отпадни производи којима могу проћи стотине или хиљаде година да се распадну. Трећи део је да фузија није ланчана реакција, тако да опасност од брзих нуклеарних реакција и експлозија не постоји.

Пошто је производња електричне енергије одговорна за око трећину глобалних емисија гасова стаклене баште, последњи део сна су постројења за нуклеарну фузију која су распршена широм земље како би се обезбедила електрична енергија високог интензитета без угљеника.

Али запамтите, то је само сан. Упркос својим предностима, нуклеарна фузија без угљеника неће зауставити индустрију нафте и гаса до 2050. године, а можда чак ни до 2100. године.

За понети.

Човечанство је поновило сунчев извор светлости и топлоте. На око 15 милиона степени Ц, гасовита унутрашњост Сунца је компримована под огромним притиском – кашичица је тешка 750 г или 1.65 лб. Да би се реплицирали унутрашњи услови сунца у лабораторији и да би се постигла равнотежа (потрошња енергије више него утрошак енергије ) је импресиван подвиг.

Али нуклеарна фузија није ни приближно ни замишљању комерцијалне примене.

Зашто онда трошимо велики новац на истрагу? Јер то раде напредне земље. Они граде телескопе попут Џејмса Веба и инсталирају их на сателите да проучавају универзум. Они граде ракете да би мушкарце и жене поставили на Месец. Они граде магнетне тркачке стазе да убрзају протоне до брзине светлости пре него што се сруше и открију у фрагментима неухватљиве субатомске честице попут Хигсовог бозона.

Политика игра велику улогу у одлучивању о томе где ће се расподелити владина подршка и финансирање науке. Срећом, као што је горе наведено, постоји много примера земаља које користе науку за решавање хитних проблема који директно користе човечанству.

Референца 1: Јерусалим Демсас, Моћ сунца, Тхе Атлантиц Даили, 16. децембар 2022.