Fusion '101' – защо има значение за изменението на климата и метеорологичните балони?

Някои неща в науката са просто страхотни. Други са готини и потенциално променящи живота. Тази седмица Министерството на енергетиката на САЩ обяви, че една от неговите лаборатории, Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор (LLNL), е постигнала нещо, наречено термоядрено запалване. Нека да разберем какво означава това и защо има значение за изменението на климата.

Министерството на енергетиката съобщение за печата каза: „На 5 декември екип от National Ignition Facility (NIF) на LLNL проведе първия в историята експеримент с контролиран синтез, за ​​да достигне този крайъгълен камък, известен също като научна енергийна рентабилност, което означава, че е произвел повече енергия от синтеза, отколкото лазерната енергия, използвана за карай го." Ядреният синтез е същият процес, чрез който Слънцето произвежда енергия. В продължение на десетилетия учените се опитват да възпроизведат механизма в лаборатории, но това е неуловимо. Д-р Арати Прабхакар, главен съветник на президента по въпросите на науката и технологиите и директор на Службата за политика в областта на науката и технологиите към Белия дом, отбеляза: „Имаме теоретично разбиране за термоядрения синтез повече от век, но пътуването от знанието до изпълнението може да бъде дълга и мъчителна. Днешният крайъгълен камък показва какво можем да направим с постоянство.“

Така че защо това има значение за изменението на климата? Сливането се случва, когато две по-леки ядра (в този случай водород) се комбинират, за да се получи едно по-тежко ядро ​​(като хелий). По време на този процес се освобождава значително количество чиста енергия. В прессъобщението на Министерството на енергетиката се казва: „Това историческо, първо по рода си постижение ще осигури безпрецедентна способност за подкрепа на Програмата за управление на запасите на NNSA и ще предостави безценна представа за перспективите за чиста термоядрена енергия, което би било игра - промяна в усилията за постигане на целта на президента Байдън за икономика с нулеви въглеродни емисии.“

Това съобщение променя играта за научните, технологичните и инженерните общности. Въпреки това е важно да се калибрират очакванията. Все още е вероятно години до десетилетия да имитираме силата на Слънцето в мащаби, достатъчно големи, за да осигурят настоящите енергийни нужди. Този експеримент произведе достатъчно нетно спечелена енергия за кипене няколко галона вода, но това не е вълнуващата точка. Въпросът е, че повече енергия е произведена като продукция, отколкото доставена като вход. Имайте предвид, че първият самолет не беше Boeing Dreamliner и първите мобилни телефони изискваха малка тренировка за повдигане.

Въпреки това е много привлекателно и обнадеждаващо да си представим енергийна икономика без емисии, замърсяване на въздуха или радиоактивни отпадъци. Захранването с гориво за термоядрен синтез е водород. Водородът е много изобилен. Докато четете това, може би се питате как термоядреният синтез се различава от деленето в атомни електроцентрали. The Уебсайт на Международната агенция за атомна енергия казва: „Деленето разделя тежък елемент (с високо атомно масово число) на фрагменти; докато синтезът свързва два леки елемента (с ниско атомно масово число), образувайки по-тежък елемент. И двата процеса освобождават енергия, но синтезът не произвежда радиоактивни отпадъци. Той произвежда инертен хелий (който между другото може да се използва във метеорологичните балони). Ядреният синтез също така не предизвиква верижни реакции, които са характерни за ядрени аварии, и не е реално жизнеспособен и за производството на оръжия.

Може би сега разбирате защо учените са замаяни.