Fusion '101' – Miért fontosak az éghajlatváltozás és az időjárás szempontjából léggömbök?

Néhány dolog a tudományban egyszerűen klassz. Mások menők és potenciálisan megváltoztatják az életet. Ezen a héten az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma bejelentette, hogy egyik laboratóriuma, a Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) elérte az úgynevezett fúziós gyújtást. Nézzük meg, mit jelent ez, és miért fontos az éghajlatváltozás szempontjából.

Energiaügyi Minisztérium sajtóközlemény „December 5-én az LLNL Nemzeti Gyújtási Létesítményének (NIF) csapata végrehajtotta a történelem első irányított fúziós kísérletét, hogy elérje ezt a mérföldkövet, amelyet tudományos energiakiegyenlítésnek is neveznek, ami azt jelenti, hogy több energiát termelt a fúzióból, mint a lézerenergia. vezesd." A fúzió ugyanaz a folyamat, amellyel a Nap energiát termel. A tudósok évtizedek óta igyekeztek laboratóriumokban reprodukálni a mechanizmust, de ez megfoghatatlan volt. Dr. Arati Prabhakar, az elnök tudományos és technológiai főtanácsadója és a Fehér Ház Tudományos és Technológiai Politikai Hivatalának igazgatója megjegyezte: „Több mint egy évszázada ismerjük elméletileg a fúziót, de a tudástól a cselekvésig vezető út hosszú és fáradságos. A mai mérföldkő megmutatja, mire vagyunk képesek kitartással.”

Miért fontos ez a klímaváltozás szempontjából? A fúzió akkor következik be, amikor két könnyebb atommag (ebben az esetben a hidrogén) egyesül, és egyetlen nehezebb atommag keletkezik (például hélium). A folyamat során jelentős mennyiségű tiszta energia szabadul fel. Az Energiaügyi Minisztérium sajtóközleménye így folytatta: „Ez a történelmi, a maga nemében elsőként elért eredmény példátlan képességet biztosít az NNSA Stockpile Stewardship Program támogatásához, és felbecsülhetetlen értékű betekintést nyújt a tiszta fúziós energia kilátásaiba, ami egy játék lenne. – megváltoztatja a Biden elnök kitűzött célját, a nulla szén-dioxid-kibocsátású gazdaságot.

Ez a bejelentés megváltoztatja a tudományos, technológiai és mérnöki közösségeket. Fontos azonban az elvárások kalibrálása. Valószínűleg még évek vagy évtizedek múlva utánozzuk a Nap erejét olyan méretekben, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy a jelenlegi energiaszükségletet kielégítsék. Ez a kísérlet elegendő nettó nyert energiát termelt forral pár liter víz, de nem ez az izgalmas pont. A lényeg az, hogy több energiát termeltek kimenőként, mint amennyit inputként szállítottak. Ne feledje, hogy az első repülőgép nem Boeing Dreamliner volt, és az első mobiltelefonok felemelése egy kis edzést igényelt.

Nagyon csábító és reménykeltő azonban olyan energiagazdaságot elképzelni, amely mentes a kibocsátásoktól, a levegőszennyezéstől és a radioaktív hulladékoktól. A fúziós üzemanyag-ellátás hidrogén. A hidrogén nagyon bőséges. Miközben ezt olvassa, felmerülhet benned a kérdés, hogy miben különbözik a fúzió a maghasadástól az atomerőművekben. Az Nemzetközi Atomenergia Ügynökség honlapja mondja: „A hasadás egy nehéz elemet (nagy atomtömegszámmal) darabokra hasít; míg a fúzió összekapcsol két könnyű elemet (alacsony tömegszámmal), és nehezebb elemet képez." Mindkét folyamat energiát szabadít fel, de a fúzió nem termel radioaktív hulladékot. Inert héliumot termel (amit egyébként időjárási léggömbökben is lehet használni). A fúzió sem vált ki olyan láncreakciót, amely a nukleáris balesetekre jellemző, és fegyvergyártás szempontjából sem igazán életképes.

Talán most már látja, miért szédülnek a tudósok.