Fusion '101' – Zašto je to važno za klimatske promjene i vremenske balone?

Neke stvari u znanosti su jednostavno cool. Drugi su cool i potencijalno mijenjaju život. Ovog je tjedna Ministarstvo energetike SAD-a objavilo da je jedan od njegovih laboratorija, Nacionalni laboratorij Lawrence Livermore (LLNL), postigao nešto što se naziva fuzijskim paljenjem. Razjasnimo što to znači i zašto je važno za klimatske promjene.

Odjel za energetiku priopćenje za tisak je rekao: “Dana 5. prosinca, tim u LLNL-ovom National Ignition Facility (NIF) proveo je prvi eksperiment kontrolirane fuzije u povijesti kako bi dosegao ovu prekretnicu, također poznatu kao znanstvena energetska prijelomna točka, što znači da je proizveo više energije iz fuzije nego što je laserska energija korištena za vozi ga.” Fuzija je isti proces kojim Sunce proizvodi energiju. Desetljećima su znanstvenici pokušavali reproducirati mehanizam u laboratorijima, ali to je bilo nedostižno. Dr. Arati Prabhakar, predsjednikov glavni savjetnik za znanost i tehnologiju i direktor Ureda za znanost i tehnološku politiku Bijele kuće, primijetio je: „Imamo teoretsko razumijevanje fuzije više od jednog stoljeća, ali putovanje od znanja do djelovanja može biti dug i mukotrpan. Današnja prekretnica pokazuje što možemo učiniti ustrajnošću.”

Pa zašto je to važno za klimatske promjene? Fuzija se događa kada se dvije lakše jezgre (u ovom slučaju vodik) spoje da bi proizvele jednu težu jezgru (poput helija). Tijekom tog procesa oslobađa se značajna količina čiste energije. U priopćenju za tisak Ministarstva energetike dalje je stajalo: "Ovo povijesno, prvo postignuće takve vrste pružit će neviđenu sposobnost podrške NNSA-inom programu upravljanja zalihama i pružit će neprocjenjiv uvid u izglede čiste fuzijske energije, što bi bila igra - promjena za napore da se postigne cilj predsjednika Bidena o gospodarstvu s nultom ugljikom.”

Ova najava mijenja pravila igre za znanstvene, tehnološke i inženjerske zajednice. Međutim, važno je kalibrirati očekivanja. Vjerojatno su još godine ili desetljeća od oponašanja Sunčeve snage na dovoljno velikim razmjerima da zadovolje trenutne energetske potrebe. Ovaj eksperiment proizveo je dovoljno neto dobivene energije za kuhati nekoliko litara vode, ali to nije ono uzbudljivo. Poanta je da je više energije proizvedeno kao izlaz nego što je isporučeno kao input. Imajte na umu da prvi zrakoplov nije bio Boeing Dreamliner i da je za podizanje prvih mobilnih telefona bilo potrebno malo vježbanja.

Međutim, vrlo je privlačno i puno nade zamisliti energetsko gospodarstvo bez emisija, onečišćenja zraka ili radioaktivnog otpada. Zaliha goriva za fuziju je vodik. Vodika ima u izobilju. Dok ovo čitate, možda se pitate po čemu se fuzija razlikuje od fisije u nuklearnim elektranama. The Web stranica Međunarodne agencije za atomsku energiju kaže: “Fisija cijepa teški element (s velikim atomskim masenim brojem) na fragmente; dok fuzija spaja dva laka elementa (s niskim atomskim masenim brojem), tvoreći teži element.” Oba procesa oslobađaju energiju, ali fuzija ne proizvodi radioaktivni otpad. Proizvodi inertni helij (koji se usput može koristiti u meteorološkim balonima). Fuzija također ne proizvodi lančane reakcije koje su karakteristike nuklearnih nesreća, a nije niti održiva za proizvodnju oružja.

Možda sada vidite zašto se znanstvenicima vrti u glavi.