Будучыня чыстай бязмежнай энергіі

Ключавыя вынасы

• 5 снежня амерыканскія навукоўцы з National Ignition Facility ў Каліфорніі выпрацавалі больш энергіі ў выніку рэакцыі ядзернага сінтэзу, чым патрацілі
• Эксперыментальны вынік - гэта вялізны прарыў у ядзернай энергетыцы ў стогадовым пошуку, каб разблакаваць сілу сонца на зямлі
• Дзякуючы дадатковым даследаванням і фінансавым інвестыцыям даследчыкі мяркуюць, што на працягу чатырох дзесяцігоддзяў мы можам вырабляць 100% чыстую бязмежную энергію

«Панядзелак, 5 снежня 2022 г., быў важным днём у навуцы».

Гэта заніжэнне было зроблена Джыл Грубі, намеснікам сакратара Нацыянальнай адміністрацыі па ядзернай бяспецы (NNSA), на прэс-канферэнцыі 13 снежня.

Тэма: Прарыў у галіне ядзернай энергетыкі ў Нацыянальнай установцы запальвання (NIF) Лівермарскай нацыянальнай лабараторыі імя Лоўрэнса (LLNL) у Каліфорніі.

Дырэктар Упраўлення па навуковай і тэхналагічнай палітыцы Белага дома д-р Арата Прабхакар абвясціў гэтае дасягненне «навуковай вяхой» і «інжынерным цудам, неверагодным».

«Гэта дваістасць прасоўвання даследаванняў, стварэння складаных інжынерных сістэм, абодва бакі вучацца адзін у аднаго, вось як мы робім сапраўды вялікія, цяжкія рэчы, і гэта проста выдатны прыклад», — дадала яна.

Чысты прырост энергіі ад тэрмаядзернай рэакцыі - першы ў гісторыі чалавецтва. У той час як дадатковыя даследаванні (а серыя неабходныя дадатковыя даследаванні), каб зрабіць тэхналогію тыражавальнай, маштабаванай і больш эфектыўнай, гэта важны крок на шляху да чыстай энергіі.

А для інвестараў гэта адкрывае дзесяцігоддзі магчымасцей, якія саспелі для іх выкарыстання.

Што такое ядзерны сінтэз?

Ядзерны сінтэз прадугледжвае аб'яднанне атамаў у адзін большы атам. Гэты працэс стварае велізарную колькасць энергіі і з'яўляецца асноўнай рэакцыяй, якая кіруе нашым сонцам.

Ядзерны сінтэз адрозніваецца ад ядзернага дзялення, працэсу, які выкарыстоўваецца на атамных электрастанцыях. Дзяленне расшчапляе атамы, а не аб'ядноўвае іх, утвараючы ў працэсе небяспечныя радыеактыўныя адходы.

Наадварот, ядзерны сінтэз нашмат больш эфектыўны, амаль не стварае адходаў і выцякае з лёгкадаступных у марской вадзе атамаў вадароду, а не з радыеактыўных матэрыялаў, пахаваных у зямлі. Гэта робіць яго ідэальным кандыдатам для харчавання ўсяго, ад дамоў да вытворчых прадпрыемстваў… калі б яго можна было маштабаваць.

З таго часу, як тэрмаядзерны яд быў адкрыты стагоддзе таму, навукоўцы імкнуліся разблакіраваць і паўтарыць механіку ў лабараторыі. Але запуск рэакцыі тэрмаядзернага сінтэзу, якая патрабуе менш энергіі, чым выдаткоўваецца, працэс, які называецца запальванне, не ўдаўся навукоўцам...

Дагэтуль.

Прарыў у ядзернай энергетыцы ў двух словах

Снежаньскі прарыў у ядзернай энергетыцы адбыўся на Нацыянальнай фабрыцы запальвання, дзе выкарыстоўваецца працэс пад назвай «тэрмаядзерны інерцыйны сінтэз».

Па сутнасці, лазерны комплекс коштам 3.5 мільярда долараў страляе 192 лазерамі ў малюсенькую капсулу. Капсула змяшчае два ізатопы вадароду, якія пры бамбардзіроўцы энергіяй амаль адразу ж выпараюцца. У працэсе тэрмаядзернага сінтэзу вылучаецца велізарная колькасць энергіі.

У мінулым энергія, якая выдаткоўваецца ад лазераў, значна перавышае энергію, якую выдае рэакцыя сінтэзу. Але 5 снежня даследчыкі паспрабавалі нешта новае.

Абалонка вакол капсулы, якую яны выкарыстоўвалі, была больш тоўстай, чым у мінулых эксперыментах, што азначае, што невялікія недахопы менш уплываюць на эксперымент. Гэта простае - і неверагодна паўтаральнае - змяненне дазволіла здарыцца нечаму неверагоднаму.

Доктар Марвін Адамс, намеснік адміністратара NNSA па абаронных праграмах, апісаў працэс на прэс-канферэнцыі ў аўторак. Ён адзначыў, што працэс пачаўся са сферычнага цыліндру, які змяшчае невялікую капсулу, «прыкладна палову дыяметра BB».

«192 лазерныя прамяні ўвайшлі з двух канцоў цыліндру, - сказаў ён, - і ўдарылі аб унутраную сценку... Рэнтгенаўскія прамяні ад сценкі траплялі на сферычную капсулу. Тэрмаядзернае паліва ў капсуле пераціснулася, пачаліся тэрмаядзерныя рэакцыі. Усё гэта было раней, 100 разоў. Але на мінулым тыдні яны ўпершыню распрацавалі гэты эксперымент так, каб тэрмаядзернае паліва заставалася дастаткова гарачым, дастаткова шчыльным і дастаткова круглым дастаткова доўга, каб яно загарэлася. І ён вырабляў больш энергіі, чым выдзялялі лазеры. Каля 2 мегаджоўляў унутры, каля 3 мегаджоўляў на выхадзе. Прырост 1.5».

Важнасць гэтага прарыву

Выйгрыш у 1.5 гучыць мала, і з пункту гледжання энергіі гэта так. Але важна не памер рэакцыі, а тое, што гэта адбылося наогул.

Прарыў ядзернага сінтэзу 5 снежня стаў кульмінацыяй стагоддзя даследаванняў, фінансавання даляраў і няўдач. Хаця паміж сённяшнім днём і камерцыйнай жыццяздольнасцю шмат крокаў, без гэтага кроку тэрмаядзерны сінтэз як крыніца энергіі быў не больш чым навукова-фантастычным трукам. Сёння гэта рэальнасць.

А доўгатэрміновы патэнцыял будучага ядзернага сінтэзу проста ашаламляе. У адрозненне ад вугалю і выкапнёвага паліва, тэрмаядзерныя рэакцыі не ствараюць выкідаў CO2 або іншых пабочных прадуктаў. І паколькі ён працуе на вадародзе, самым распаўсюджаным элеменце ў Сусвеце, яго вытворчы патэнцыял практычна бязмежны.

Маючы столькі энергіі, мы не проста зменшым наш след выкідаў - мы можам звярнуць яго назад.

Неабмежаваная магутнасць зробіць магчымым прасоўванне ўсіх відаў тэхналогій хутчэй, танней і чысцей, ад рашэнняў па змене клімату да лепшых ноўтбукаў.

Энергія тэрмаядзернага сінтэзу можа пазбавіць ад адключэння электраэнергіі, забяспечыць электраэнергію ачышчальных збудаванняў і дапаможа нам знайсці лепшыя спосабы перапрацоўкі і ўтылізацыі смецця.

Новыя тэхналогіі могуць выцягваць CO2 з атмасферы ў маштабах, змякчаючы змяненне клімату і памяншаючы чалавечыя ахвяры, выкліканыя забруджваннем навакольнага асяроддзя.

Тэхналогія акумулятараў можа развівацца, што дазволіць масава ўкараняць вытворчасць і захоўванне чыстай энергіі для дамоў, транспартных сродкаў і г.д.

У вялікім, доўгатэрміновым маштабе тэрмаядзерная энергія магла б ліквідаваць выкіды чалавецтва, што дазволіла б зрабіць планету больш чыстай, экалагічнай і здаровай, не кажучы ўжо пра тое, каб усяму чалавецтву было лепш жыць.

Калі гэта гучыць крыху ідэалістычна, вы не памыляецеся. Але зноў жа, перспектыва тэрмаядзернай энергіі была ідэалістычнай 50 гадоў таму. У гэтым месяцы навукоўцы даказалі магчымасць тэрмаядзернага сінтэзу. Чаму іншыя доўгатэрміновыя перавагі таксама не могуць рэалізавацца?

Што гэта значыць для інвестараў?

Але перш чым тэрмаядзерная будучыня стане рэальнасцю, энергетычная прастора патрабуе дадатковых даследаванняў і інавацый - іх шмат.

Час і тэхналогіі - гэта галоўнае

Прэс-канферэнцыя паказала, што лазерная рашотка, якая прывяла да прарыву ў ядзернай энергетыцы, заснавана на тэхналогіі 40-гадовай даўнасці. Сучасныя лазеры не толькі больш магутныя, але і больш эфектыўныя, што азначае, што большы прырост энергіі тэрмаядзернага сінтэзу не за гарамі.

Дырэктар LLNL д-р Кім Будзіл быў асцярожны, каб нагадаць журналістам і інвестарам, што да тэрмаядзернага сінтэзу не засталося чатырох тыдняў ці нават чатырох гадоў. Працэс зойме час.

«Існуюць вельмі значныя перашкоды не толькі ў навуцы, але і ў тэхналогіях», — сказала яна. «Гэта адна падпаленая капсула, і каб рэалізаваць камерцыйную тэрмаядзерную энергію, вам трэба зрабіць шмат рэчаў. Вы павінны мець магчымасць ствараць шмат-шмат падзей тэрмаядзернага запальвання ў хвіліну, і для гэтага ў вас павінна быць надзейная сістэма драйвераў».

Тым не менш, яна таксама настроена аптымістычна, бо будучыня з тэрмаядзерным сінтэзам цалкам даступная.

«[Гэта], напэўна, не праз пяць дзесяцігоддзяў, як мы раней казалі», — дадала яна. «Я думаю, што гэта выходзіць на першы план. Некалькі дзесяцігоддзяў даследаванняў і інвестыцый ... маглі б паставіць нас у становішча будаваць электрастанцыі ".

Фінансавыя інвестыцыі могуць спрыяць больш хуткай камерцыялізацыі

LLNL у асноўным абапіралася на дзяржаўныя гранты і фінансаванне, каб зрабіць прарыў у ядзернай энергетыцы рэальнасцю. Але міністр энергетыкі ЗША Джэніфер Грэнхолм лічыць, што для правядзення тэрмаядзернага сінтэзу неабходныя як прыватныя, так і дзяржаўныя даследаванні.

«Мы ведаем, што існуе велізарная цікавасць з боку прыватнай фінансавай супольнасці ... і мы падтрымліваем гэта», - сказала яна на прэс-канферэнцыі ў аўторак. «Гэта паказвае, што гэта можна зрабіць, што заўсёды было пытаннем: ці зможаце вы туды дабрацца?»

«Гэты парог, які перасякаецца, дазваляе [навукоўцам] пачаць працаваць над лепшымі лазерамі, больш эфектыўнымі лазерамі, над лепшымі ўтрымліваючымі капсуламі і г.д. [Гэта] тое, што неабходна для таго, каб дазволіць модульаваць і перавесці яго ў камерцыйны маштаб».

На шчасце, прыватны сектар падключаецца. Кім Будзіл адзначыў, што многія прыватныя кампаніі вывучаюць вытворчасць інерцыйнага сінтэзу разам са сваім стрыечным братам, магнітным сінтэзам. (Магнітны сінтэз выкарыстоўвае токамак, прыладу ў форме пончыка, якая выкарыстоўвае моцныя магніты для ўтрымання плазмы ў пэўнай форме.)

Будзіл лічыць, што, нягледзячы на ​​​​тое, што магнітны сінтэз "крыху наперадзе", і прарыў у запальванні ў гэтым месяцы, наш цяперашні тэхналагічны "партфель падыходаў - гэта сапраўды выдатнае месца".

Яна дадала: «Гэтыя суполкі будуць падсілкоўвацца адна ад адной, мы будзем вучыцца, мы будзем працягваць развіваць поле, і многія тэхналогіі вырастуць з абодвух палёў у дадатак да шляху да тэрмаядзернай электрастанцыі».

Карыстанне прарывам у галіне ядзернага сінтэзу

Падчас прэс-канферэнцыі Арата Прабхакар падзяліўся хвілінай роздуму з аўдыторыяй.

«Я таксама разважала пра тое, наколькі доўгім можа быць шлях ад ведаў да выканання», — сказала яна. «Таму што мінула стагоддзе з таго часу, як мы зразумелі, што гэта тэрмаядзерны сінтэз [зараджае зоркі]. І ў тым стагоддзі спатрэбілася так шмат розных дасягненняў, якія ў канчатковым выніку аб'ядналіся да такой ступені, што мы змаглі паўтарыць гэту тэрмаядзерную дзейнасць такім кантраляваным спосабам у лабараторыі».

Час - нават у маштабе дзесяцігоддзяў - гэта канцэпцыя, з якой інвестары знаёмыя. Неабходны час, каб зарабіць грошы, укласці грошы і ўбачыць вынікі гэтых укладанняў.

Калі ядзерны сінтэз можа быць дасягнуты ў камерцыйных маштабах, гэта азначае неабмежаваную энергію для чалавецтва - і велізарны патэнцыял прыбытку для інвестараў, якія затрымаліся.

Q.ai тут, каб дапамагчы вам інвеставаць у гэтую будучыню і патэнцыял прыбытку.

З нашага Набор Clean Tech, наш штучны інтэлект збірае лепшыя інавацыі ў экалагічна чыстай энергетыцы. Інвестыцыі ў гэты камплект - гэта хуткі і просты спосаб накіраваць свае грошы на стварэнне лепшай будучыні - і, спадзяюся, прынесці пэўны прыбытак.

Інвеставаць лёгка, разумна і экалагічна.

І, як сказаў у аўторак дырэктар LLNL Кім Будзіл, «Навукова-тэхнічныя праблемы на шляху да тэрмаядзернай энергіі складаныя, але зрабіць тое, што здавалася б немагчымым, магчымым, калі мы ў сваіх сілах».

Спампаваць Q.ai сёння для доступу да інвестыцыйных стратэгій на аснове штучнага інтэлекту.