Ang Kinabukasan ng Malinis, Walang Hangganan na Enerhiya

Key takeaways

• Noong Disyembre 5, ang mga siyentipiko ng US sa National Ignition Facility sa California ay nakabuo ng mas maraming enerhiya mula sa isang nuclear fusion reaction kaysa sa inilagay nila.
• Ang pang-eksperimentong resulta ay isang napakalaking tagumpay ng enerhiyang nuklear sa isang siglong paghahanap upang mabuksan ang kapangyarihan ng araw sa mundo.
• Sa mas maraming pananaliksik at pamumuhunan sa pananalapi, naniniwala ang mga mananaliksik na nasa loob tayo ng apat na dekada ng paggawa ng 100% malinis, walang limitasyong enerhiya

"Ang Lunes, Disyembre 5, 2022 ay isang mahalagang araw sa agham."

Ang understatement na ito ay ibinigay ni Jill Hruby, undersecretary para sa National Nuclear Security Administration (NNSA), sa isang press conference noong Disyembre 13.

Ang paksa: Isang tagumpay sa enerhiyang nuklear sa Lawrence Livermore National Laboratory's (LLNL) National Ignition Facility (NIF) sa California.

Ang White House Office of Science and Technology Policy Director na si Dr. Arata Prabhakar ay nagpahayag ng tagumpay bilang isang "pang-agham na milestone" at isang "kahanga-hangang engineering na hindi paniwalaan."

"Ang duality na ito ng pagsulong ng pananaliksik, pagbuo ng mga kumplikadong sistema ng engineering, ang magkabilang panig ay natututo mula sa isa't isa, ito ay kung paano namin ginagawa ang talagang malaki, mahirap na mga bagay, at ito ay isang magandang halimbawa lamang," dagdag niya.

Ang net energy gain mula sa fusion reaction ay ang una sa kasaysayan ng tao. Habang mas maraming pananaliksik (a marami higit pang pananaliksik) ay kinakailangan upang gawing katulad, nasusukat at mas mahusay ang teknolohiya, ito ay isang mahalagang hakbang sa landas patungo sa malinis na enerhiya.

At para sa mga mamumuhunan, iyon ay kumakatawan sa mga dekada ng mga pagkakataong hinog na para sa plucking.

Ano ang pagsasanib ng nukleyar?

Ang nuclear fusion ay nagsasangkot ng pagsasama-sama ng mga atomo sa isang solong, mas malaking atom. Ang proseso ay bumubuo ng napakalaking dami ng enerhiya, at ito ang pangunahing reaksyon na nagtutulak sa ating araw.

Ang nuclear fusion ay naiiba sa nuclear fission, ang prosesong ginagamit sa mga nuclear power plant. Hinahati ng Fission ang mga atom, sa halip na pagsamahin ang mga ito, na bumubuo ng mapanganib na radioactive na basura sa proseso.

Sa kabaligtaran, ang nuclear fusion ay mas mahusay, halos walang basura, at nagpapatakbo ng mga atomo ng hydrogen na madaling makukuha sa tubig-dagat, kaysa sa mga radioactive na materyales na nakabaon sa lupa. Ginagawa nitong perpektong kandidato para sa pagpapagana ng lahat mula sa mga bahay hanggang sa mga planta ng pagmamanupaktura...kung maaari itong palakihin.

Dahil natuklasan ang pagsasanib isang siglo na ang nakalipas, ang mga siyentipiko ay tumakbo upang i-unlock at kopyahin ang mga mekanika sa isang lab. Ngunit ang pagpapatakbo ng reaksyon ng pagsasanib na nangangailangan ng mas kaunting enerhiya kaysa sa inilalabas nito, isang proseso na tinatawag na pag-aapoy, ay nakaiwas sa mga siyentipiko...

Hanggang ngayon.

Ang pambihirang tagumpay ng nuclear energy sa maikling salita

Ang pambihirang tagumpay ng nuclear energy noong Disyembre ay naganap sa National Ignition Facility, na gumagamit ng prosesong tinatawag na "thermonuclear inertial fusion."

Sa esensya, ang $3.5 bilyong laser complex ay kumukuha ng 192 laser sa isang maliit na kapsula. Ang kapsula ay naglalaman ng dalawang hydrogen isotopes na, kapag binomba ng enerhiya, halos agad-agad na umuusok. Ang proseso ng pagsasanib ay naglalabas ng napakalaking dami ng enerhiya.

Noong nakaraan, ang input ng enerhiya mula sa mga laser ay higit na lumampas sa output ng enerhiya mula sa reaksyon ng pagsasanib. Ngunit noong Disyembre 5, sinubukan ng mga mananaliksik ang isang bagong bagay.

Ang shell sa paligid ng kapsula na ginamit nila ay mas makapal kaysa sa mga nakaraang eksperimento, ibig sabihin ay mas mababa ang epekto ng maliliit na depekto sa eksperimento. Ang simpleng pagbabagong ito - at hindi kapani-paniwalang maaaring kopyahin - ay nagbigay-daan sa isang bagay na hindi kapani-paniwalang mangyari.

Inilarawan ni Dr. Marvin Adams, Deputy Administrator ng NNSA para sa Defense Programs, ang proseso sa press conference noong Martes. Nabanggit niya na ang proseso ay nagsimula sa isang spherical cylinder na naglalaman ng isang maliit na kapsula, "halos kalahati ng diameter ng isang BB."

"192 laser beam ang pumasok mula sa dalawang dulo ng silindro," sabi niya, "at tumama sa panloob na dingding…. Ang mga X-ray mula sa dingding ay tumama sa spherical capsule. Naipit ang fusion fuel sa kapsula, nagsimula ang mga fusion reaction. Nangyari na ang lahat noon, 100 beses na ang nakaraan. Ngunit noong nakaraang linggo sa unang pagkakataon, idinisenyo nila ang eksperimentong ito upang ang fusion fuel ay manatiling mainit, sapat na siksik at sapat na bilog sa loob ng sapat na tagal upang ito ay mag-apoy. At gumawa ito ng mas maraming enerhiya kaysa sa idineposito ng mga laser. Mga 2 megajoules in, mga 3 megajoules out. Isang pakinabang ng 1.5."

Ang kahalagahan ng pambihirang tagumpay na ito

Ang pagtaas ng 1.5 ay mukhang maliit, at sa mga tuntunin ng enerhiya, ito ay. Ngunit hindi ang laki ng reaksyon ang mahalaga – ito ay nangyari sa anumang paraan.

Ang pambihirang tagumpay ng nuclear fusion noong Disyembre 5 ay ang pagtatapos ng isang siglo ng pananaliksik, pagpopondo ng mga dolyar at pagkabigo. Bagama't maraming hakbang sa pagitan ng ngayon at komersyal na posibilidad na mabuhay, kung wala ang hakbang na ito, ang pagsasanib bilang pinagmumulan ng enerhiya ay higit pa sa isang science fiction na gimmick. Ngayon, ito ay isang katotohanan.

At ang pangmatagalang potensyal ng isang fusion-heavy na hinaharap ay simpleng pagsuray. Hindi tulad ng mga coal at fossil fuel, ang mga fusion reaction ay hindi gumagawa ng CO2 emissions o iba pang byproducts. At dahil ito ay tumatakbo sa hydrogen, ang pinaka-masaganang elemento sa uniberso, ito ay halos walang limitasyon sa kanyang potensyal na produksyon.

Sa ganoong kalaking enerhiya, hindi lang natin babawasan ang ating mga emissions footprint – maaari nating baligtarin ito.

Ang walang limitasyong kapangyarihan ay magiging posible na isulong ang lahat ng uri ng teknolohiya nang mas mabilis, mas mura at mas malinis, mula sa mga solusyon sa pagbabago ng klima hanggang sa mas mahuhusay na mga laptop.

Maaaring mapawi ng fusion energy ang mga pagkawala ng kuryente, power water treatment plant, at tulungan kaming tumuklas ng mas mahuhusay na paraan para mag-recycle at magtapon ng basura.

Maaaring hilahin ng mga bagong teknolohiya ang CO2 mula sa atmospera sa sukat, pagpapagaan ng pagbabago ng klima at pagbabawas ng mga kaswalti ng tao na dulot ng polusyon.

Maaaring sumulong ang teknolohiya ng baterya, na nagbibigay-daan para sa malawakang paggamit ng malinis na produksyon ng enerhiya at imbakan para sa mga tahanan, sasakyan at higit pa.

Sa isang engrande, pangmatagalang sukat, maaaring alisin ng fusion energy ang mga emisyon ng sangkatauhan, na nagbibigay-daan para sa isang mas malinis, luntian, mas malusog na planeta – hindi pa banggitin, mataas na pamumuhay para sa lahat ng sangkatauhan.

Kung medyo idealistic yan, hindi ka nagkakamali. Ngunit muli, ang pag-asa ng enerhiya ng pagsasanib ay idealistiko 50 taon na ang nakalilipas. Sa buwang ito, napatunayan ng mga siyentipiko na posible ang pagsasanib. Bakit hindi rin matupad ang iba pang pangmatagalang benepisyo?

Ano ang ibig sabihin nito para sa mga namumuhunan?

Ngunit bago maging katotohanan ang hinaharap na pagsasanib, ang espasyo ng enerhiya ay nangangailangan ng higit pang pananaliksik at pagbabago - marami nito.

Ang oras at teknolohiya ay susi

Ang press conference ay nagsiwalat na ang laser array na pinalakas ang nuclear energy breakthrough ay batay sa 40 taong gulang na teknolohiya. Hindi lamang mas makapangyarihan ang mga modernong laser, mas mahusay din ang mga ito – ibig sabihin ay malapit na ang mga nadagdag sa fusion energy.

Ang Direktor ng LLNL na si Dr. Kim Budil ay maingat na paalalahanan ang mga mamamahayag at mamumuhunan na ang pagsasanib ay hindi apat na linggo o kahit apat na taon pa. Magtatagal ang proseso.

"May mga napakalaking hadlang, hindi lamang sa agham, ngunit sa teknolohiya," sabi niya. "Ito ay isang ignited capsule isang beses, at upang mapagtanto ang komersyal na fusion energy, kailangan mong gawin ang maraming bagay. Kailangan mong makapag-produce ng marami, maraming fusion ignition event kada minuto, at kailangan mong magkaroon ng matatag na sistema ng mga driver para paganahin iyon."

Gayunpaman, siya rin ay maasahin sa mabuti kaysa sa isang fusion-powered na hinaharap ay madaling maunawaan.

"[Malamang] hindi limang dekada [ang layo], na kung ano ang sinasabi namin dati," dagdag niya. "Sa tingin ko ito ay lumilipat sa foreground. Sa ilang dekada ng pananaliksik at pamumuhunan…maaaring maglagay sa amin sa posisyon na magtayo ng mga power plant.”

Ang mga pamumuhunan sa pananalapi ay maaaring magmaneho ng mas mabilis na komersyalisasyon

Ang LLNL ay higit na umasa sa mga pampublikong gawad at pagpopondo upang maging isang katotohanan ang pambihirang tagumpay ng nuclear energy. Ngunit ang Kalihim ng Enerhiya ng US na si Jennifer Granholm ay naniniwala na ang parehong pribado at pampublikong pananaliksik ay kinakailangan upang magawa ang pagsasanib.

"Alam namin na nagkaroon ng malaking interes sa pribadong komunidad ng pagpopondo...at hinihikayat namin iyon," sabi niya sa press conference noong Martes. "Ipinapakita nito na magagawa ito, na palaging isang tanong: makakarating ka ba doon?"

"Ang threshold na iyon na nalampasan ay nagbibigay-daan sa [mga siyentipiko] na magsimulang magtrabaho sa mas mahusay na mga laser, mas mahusay na mga laser, sa mas mahusay na mga capsule ng containment, atbp., [Ito ang] mga bagay na kinakailangan upang payagan itong maging modularized at dalhin sa komersyal na sukat."

Sa kabutihang palad, ang pribadong sektor ay umaakyat sa barko. Nabanggit ni Kim Budil na maraming pribadong kumpanya ang nag-e-explore ng inertial fusion production kasama ang pinsan nitong magnetic fusion. (Gumagamit ang magnetic fusion ng tokamak, isang donut-shaped na device na gumagamit ng malalakas na magnet upang i-confine ang plasma sa isang partikular na hugis.)

Naniniwala si Budil na, sa pagitan ng pagiging "medyo sa harap" ng magnetic fusion at ng pag-aapoy sa buwang ito, ang pagkakaroon ng aming kasalukuyang teknolohikal na "portfolio ng mga diskarte ay talagang magandang lugar."

Idinagdag niya, "Ang mga komunidad na ito ay magpapakain sa isa't isa, matututo tayo, patuloy nating isulong ang larangan, at maraming teknolohiya ang uunlad sa parehong larangan bilang karagdagan sa isang landas patungo sa isang fusion power plant."

Pagsasamantala sa pambihirang tagumpay ng nuclear fusion

Sa panahon ng press conference, nagbahagi si Arata Prabhakar ng isang sandali ng pag-iisip sa madla.

"Iniisip ko rin kung gaano katagal ang paglalakbay mula sa pag-alam hanggang sa paggawa," sabi niya. “Dahil isang siglo na ang nakalipas mula nang maisip namin na ito ay fusion [powering the stars]. At sa siglong iyon, kinailangan ng napakaraming iba't ibang mga pag-unlad na sa huli ay nagsama-sama hanggang sa punto na maaari naming kopyahin ang aktibidad ng pagsasanib na iyon sa nakokontrol na paraan sa isang laboratoryo."

Ang oras - kahit na sa isang sukat ng mga dekada - ay isang konsepto na pamilyar sa mga mamumuhunan. Kailangan ng oras upang kumita ng pera, mamuhunan ng pera at makita ang mga resulta mula sa mga pamumuhunan na iyon.

Kung ang pagsasanib ng nuklear ay maaaring dalhin sa komersyal na sukat, ito ay kumakatawan sa walang limitasyong enerhiya para sa sangkatauhan - at napakalaking potensyal na kita para sa mga mamumuhunan na nananatili sa paligid.

Narito ang Q.ai upang tulungan kang mamuhunan sa hinaharap na iyon, at ang potensyal na kita.

Sa aming Malinis na Tech Kit, pinagsama-sama ng aming AI ang pinakamahusay na mga makabagong berdeng enerhiya doon. Ang pamumuhunan sa Kit na ito ay isang mabilis at madaling paraan upang magamit ang iyong pera sa pagbuo ng isang mas magandang kinabukasan – at sana ay makabuo ng ilang kita sa proseso.

Ginagawa nitong madali, matalino at berde ang pamumuhunan.

At gaya ng sinabi ng Direktor ng LLNL na si Kim Budil noong Martes, "Ang mga hamon sa agham at teknolohiya sa landas patungo sa fusion energy ay nakakatakot, ngunit ang paggawa ng tila imposible, ay posible kapag nasa pinakamainam na tayo."

I-download ang Q.ai ngayon para sa pag-access sa mga diskarte sa pamumuhunan na pinapagana ng AI.