Budućnost čiste, neograničene energije

Ključni postupci

• Dana 5. prosinca, američki znanstvenici u National Ignition Facility u Kaliforniji proizveli su više energije iz reakcije nuklearne fuzije nego što su uložili
• Eksperimentalni rezultat golemi je napredak u nuklearnoj energiji u stoljetnoj potrazi za otključavanjem snage sunca na zemlji
• Uz više istraživanja i financijskih ulaganja, istraživači vjeruju da ćemo unutar četiri desetljeća proizvoditi 100% čistu, neograničenu energiju

“Ponedjeljak, 5. prosinca 2022. bio je važan dan u znanosti.”

Ovu potcjenjivanje iznijela je Jill Hruby, podtajnica Nacionalne uprave za nuklearnu sigurnost (NNSA), na konferenciji za novinare 13. prosinca.

Tema: Proboj u nuklearnoj energiji u Nacionalnom pogonu za paljenje (NIF) Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore (LLNL) u Kaliforniji.

Direktor ureda Bijele kuće za politiku znanosti i tehnologije dr. Arata Prabhakar najavio je ovo postignuće kao "znanstvenu prekretnicu" i "nevjerojatno inženjersko čudo".

"Ova dvojnost unaprjeđenja istraživanja, izgradnje složenih inženjerskih sustava, obje strane uče jedna od druge, ovo je način na koji radimo stvarno velike, teške stvari, a ovo je samo prekrasan primjer", dodala je.

Neto dobitak energije iz reakcije fuzije je prvi u ljudskoj povijesti. Dok je više istraživanja (a mnogo više istraživanja) potrebno je kako bi se tehnologija mogla replikovati, skalabilna i učinkovitija, to je bitan korak na putu prema čistoj energiji.

A za ulagače to predstavlja desetljeća prilika zrelih za vađenje.

Što je nuklearna fuzija?

Nuklearna fuzija uključuje spajanje atoma u jedan, veći atom. Taj proces stvara ogromne količine energije i ključna je reakcija koja pokreće naše sunce.

Nuklearna fuzija razlikuje se od nuklearne fisije, procesa koji se koristi u nuklearnim elektranama. Fisija cijepa atome, umjesto da ih spaja, stvarajući pritom opasan radioaktivni otpad.

Nasuprot tome, nuklearna fuzija daleko je učinkovitija, ne stvara gotovo nikakav otpad i pokreće atome vodika koji su lako dostupni u morskoj vodi, umjesto radioaktivnih materijala zakopanih u tlu. To ga čini idealnim kandidatom za napajanje svega, od kuća do proizvodnih pogona...ako se može povećati.

Otkako je fuzija otkrivena prije jednog stoljeća, znanstvenici su se utrkivali otključati i replicirati mehaniku u laboratoriju. Ali pokretanje fuzijske reakcije koja zahtijeva manje energije nego što je ispušta, proces koji se zove paljenje, izmaknuo je znanstvenicima...

Do sada.

Proboj u nuklearnoj energiji ukratko

Proboj nuklearne energije u prosincu dogodio se u National Ignition Facility, koji koristi proces nazvan "termonuklearna inercijalna fuzija".

U biti, laserski kompleks vrijedan 3.5 milijarde dolara ispaljuje 192 lasera na malenu kapsulu. Kapsula sadrži dva izotopa vodika koji, kada su bombardirani energijom, gotovo odmah ispare. Procesom fuzije oslobađaju se ogromne količine energije.

U prošlosti je unos energije iz lasera daleko premašivao energiju iz reakcije fuzije. Ali 5. prosinca istraživači su pokušali nešto novo.

Ljuska oko kapsule koju su koristili bila je deblja nego u prošlim eksperimentima, što znači da mali nedostaci manje utječu na eksperiment. Ova jednostavna – i nevjerojatno replicirana – promjena omogućila je da se dogodi nešto nevjerojatno.

Dr. Marvin Adams, zamjenik upravitelja NNSA-e za obrambene programe, opisao je proces na tiskovnoj konferenciji u utorak. Primijetio je da je proces započeo sferičnim cilindrom koji je sadržavao malu kapsulu, "otprilike pola promjera BB-a".

“192 laserske zrake ušle su s dva kraja cilindra,” rekao je, “i udarile u unutarnju stijenku... X-zrake sa stijenke udarile su u sferičnu kapsulu. Fuzijsko gorivo u kapsuli se stisnulo, počele su fuzijske reakcije. Sve se to već dogodilo, 100 puta prije. Ali prošlog su tjedna po prvi put osmislili ovaj eksperiment tako da je fuzijsko gorivo ostalo dovoljno vruće, dovoljno gusto i okruglo dovoljno dugo da se zapali. I proizvela je više energije nego što su laseri taložili. Oko 2 megadžula unutra, oko 3 megadžula van. Dobitak od 1.5.”

Važnost ovog prodora

Dobitak od 1.5 zvuči malo, au energetskom smislu i jest. Ali nije bitna veličina reakcije – važno je da se to dogodilo uopće.

Proboj nuklearne fuzije 5. prosinca bio je vrhunac stoljeća istraživanja, financiranja dolara i neuspjeha. Iako postoji mnogo koraka između današnjeg vremena i komercijalne održivosti, bez ovog koraka, fuzija kao izvor energije bila je tek nešto više od znanstvenofantastičnog trika. Danas je to stvarnost.

A dugoročni potencijal budućnosti pune fuzije jednostavno je nevjerojatan. Za razliku od ugljena i fosilnih goriva, reakcije fuzije ne stvaraju emisije CO2 ili druge nusprodukte. A budući da radi na vodiku, najzastupljenijem elementu u svemiru, gotovo je neograničen u svom proizvodnom potencijalu.

S toliko energije, nećemo samo smanjiti naš otisak emisija – mogli bismo ga preokrenuti.

Neograničena snaga omogućila bi brže, jeftinije i čišće unaprjeđenje svih vrsta tehnologija, od rješenja za klimatske promjene do boljih prijenosnih računala.

Fuzijska energija mogla bi ublažiti nestanke energije, opskrbiti postrojenja za pročišćavanje vode i pomoći nam da otkrijemo bolje načine recikliranja i odlaganja smeća.

Nove tehnologije mogle bi povući CO2 iz atmosfere u velikim razmjerima, ublažiti klimatske promjene i smanjiti ljudske žrtve izazvane onečišćenjem.

Tehnologija baterija mogla bi napredovati, omogućujući masovno usvajanje proizvodnje i skladištenja čiste energije za domove, vozila i drugo.

U velikim, dugoročnim razmjerima, fuzijska energija mogla bi eliminirati ljudske emisije, omogućujući čišći, zeleniji, zdraviji planet – da ne spominjemo, bolji život za cijelo čovječanstvo.

Ako to zvuči pomalo idealistički, niste u krivu. Ali opet, izgledi za fuzijsku energiju bili su idealistični prije 50 godina. Ovaj mjesec znanstvenici su dokazali da je fuzija moguća. Zašto se ne mogu ostvariti i druge dugoročne koristi?

Što to znači za investitore?

Ali prije nego što fuzijska budućnost postane stvarnost, energetski prostor zahtijeva više istraživanja i inovacija – puno toga.

Vrijeme i tehnologija su ključni

Konferencija za novinare otkrila je da se laserski niz koji je pokrenuo prodor nuklearne energije temelji na 40 godina staroj tehnologiji. Ne samo da su moderni laseri moćniji, već su i učinkovitiji – što znači da su veći dobici energije fuzije odmah iza ugla.

Direktor LLNL-a dr. Kim Budil pažljivo je podsjetio novinare i investitore da fuzija nije udaljena četiri tjedna ili čak četiri godine. Proces će potrajati.

"Postoje vrlo značajne prepreke, ne samo u znanosti, već iu tehnologiji", rekla je. “Ovo je jedna zapaljena kapsula jednom, a da biste ostvarili komercijalnu fuzijsku energiju, morate učiniti mnogo stvari. Morate biti u mogućnosti proizvesti mnogo, mnogo događaja paljenja fuzije u minuti i morate imati robustan sustav pokretača koji to omogućuje."

Međutim, ona je također optimistična da je budućnost na fuzijski pogon nadohvat ruke.

“[Vjerojatno] nije pet desetljeća [daleko], što smo govorili”, dodala je. “Mislim da se pomiče u prvi plan. Uz nekoliko desetljeća istraživanja i ulaganja…moglo bi nas dovesti u poziciju da gradimo elektrane.”

Financijska ulaganja mogu potaknuti bržu komercijalizaciju

LLNL se uvelike oslanjao na javne bespovratne potpore i financiranje kako bi proboj nuklearne energije postao stvarnost. Ali američka ministrica energetike Jennifer Granholm vjeruje da su potrebna i privatna i javna istraživanja da bi se fuzija dogodila.

"Znamo da je postojao veliki interes među privatnom zajednicom financiranja ... i to potičemo", rekla je na tiskovnoj konferenciji u utorak. "Ovo pokazuje da se to može učiniti, što je uvijek bilo pitanje: možete li stići tamo?"

"Taj prag koji je prijeđen omogućuje [znanstvenicima] da počnu raditi na boljim laserima, učinkovitijim laserima, na boljim kapsulama za zadržavanje itd., [To su] stvari koje su neophodne da bi se omogućilo modulariziranje i prelazak na komercijalnu razinu."

Srećom, privatni sektor se uključuje. Kim Budil primijetio je da mnoge privatne tvrtke istražuju proizvodnju inercijske fuzije zajedno s njezinim rođakom, magnetskom fuzijom. (Magnetska fuzija koristi tokamak, uređaj u obliku krafne koji koristi snažne magnete za zadržavanje plazme u određenom obliku.)

Budil vjeruje da je, između magnetske fuzije koja je "malo ispred" i ovomjesečnog otkrića paljenja, naš trenutni tehnološki "portfelj pristupa stvarno sjajno mjesto".

Dodala je, "Ove zajednice će se hraniti jedna od druge, mi ćemo učiti, nastavit ćemo unapređivati ​​ovo polje, a mnoge će tehnologije izrasti iz oba polja uz put do fuzijske elektrane."

Iskorištavanje otkrića nuklearne fuzije

Tijekom konferencije za novinare, Arata Prabhakar podijelio je trenutak razmišljanja s publikom.

“Također sam razmišljala o tome koliko dugo može biti putovanje od saznanja do djela”, rekla je. “Zato što je prošlo stoljeće otkako smo shvatili da je to fuzija [pokreće zvijezde]. I u tom je stoljeću bilo potrebno toliko različitih napredaka koji su se na kraju spojili do te mjere da smo mogli replicirati tu fuzijsku aktivnost na ovaj kontrolirani način u laboratoriju.”

Vrijeme je – čak i na ljestvici desetljeća – koncept koji je ulagačima poznat. Potrebno je vrijeme da se zaradi novac, uloži novac i vide rezultati tih ulaganja.

Ako se nuklearna fuzija može komercijalno razmjeriti, ona predstavlja neograničenu energiju za čovječanstvo – i ogroman potencijal zarade za ulagače koji su ostali.

Q.ai je ovdje da vam pomogne uložiti u tu budućnost i taj potencijal zarade.

s našim Komplet Clean Tech, naš AI zaokružuje najbolje inovacije zelene energije. Ulaganje u ovaj komplet brz je i jednostavan način da svoj novac uložite u izgradnju bolje budućnosti – i nadamo se da ćete u tom procesu ostvariti neke povrate.

Ulaganje je jednostavno, pametno i zeleno.

I kao što je direktor LLNL-a Kim Budil rekao u utorak, "Izazovi znanosti i tehnologije na putu prema fuzijskoj energiji su zastrašujući, ali učiniti mogućim ono što je naizgled nemoguće moguće je kada smo u najboljem izdanju."

Preuzmite Q.ai danas za pristup strategijama ulaganja koje pokreće AI.