Fusion '101' – Mengapa Ia Penting Untuk Perubahan Iklim Dan Belon Cuaca?

Beberapa perkara dalam sains adalah hebat. Yang lain keren dan berpotensi mengubah hidup. Minggu ini, Jabatan Tenaga AS mengumumkan bahawa salah satu makmalnya, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), mencapai sesuatu yang dipanggil pencucuhan gabungan. Mari kita pecahkan maksudnya dan mengapa ia penting untuk perubahan iklim.

Jabatan Tenaga Sidang akhbar berkata, “Pada 5 Disember, satu pasukan di Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan (NIF) LLNL telah menjalankan eksperimen pelakuran terkawal pertama dalam sejarah untuk mencapai kejayaan ini, yang juga dikenali sebagai titik pulang modal tenaga saintifik, bermakna ia menghasilkan lebih banyak tenaga daripada gabungan daripada tenaga laser yang digunakan untuk memandunya.” Gabungan adalah proses yang sama di mana Matahari menghasilkan tenaga. Selama beberapa dekad, saintis telah berusaha untuk menghasilkan semula mekanisme di makmal, tetapi ia sukar difahami. Dr. Arati Prabhakar, Ketua Penasihat Presiden untuk Sains dan Teknologi dan Pengarah Pejabat Sains dan Dasar Teknologi Rumah Putih menyatakan, “Kami telah mempunyai pemahaman teori tentang gabungan selama lebih satu abad, tetapi perjalanan dari mengetahui kepada melakukan boleh panjang dan sukar. Pencapaian hari ini menunjukkan apa yang boleh kita lakukan dengan ketabahan.”

Jadi mengapa ini penting untuk perubahan iklim? Pelaburan berlaku apabila dua nukleus yang lebih ringan, (dalam kes ini hidrogen) digabungkan untuk menghasilkan satu nukleus yang lebih berat (seperti helium). Semasa proses itu, sejumlah besar tenaga bersih dikeluarkan. Siaran akhbar Jabatan Tenaga seterusnya berkata, “Pencapaian bersejarah yang pertama seumpamanya ini akan memberikan keupayaan yang tidak pernah berlaku sebelum ini untuk menyokong Program Pengawasan Stockpile NNSA dan akan memberikan pandangan yang tidak ternilai tentang prospek tenaga gabungan bersih, yang akan menjadi satu permainan. -pengubah usaha untuk mencapai matlamat Presiden Biden iaitu ekonomi karbon bersih-sifar.”

Pengumuman ini merupakan pengubah permainan untuk komuniti sains, teknologi dan kejuruteraan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menentukur jangkaan. Kami masih berkemungkinan bertahun-tahun untuk meniru kuasa Matahari pada skala yang cukup besar menyediakan keperluan tenaga semasa. Percubaan ini menghasilkan tenaga yang diperoleh bersih yang mencukupi untuk mendidih beberapa gelen air, tetapi itu bukan perkara yang menarik. Intinya ialah lebih banyak tenaga dihasilkan sebagai output daripada dihantar sebagai input. Perlu diingat bahawa kapal terbang pertama bukanlah Boeing Dreamliner dan telefon mudah alih pertama memerlukan senaman kecil untuk diangkat.

Walau bagaimanapun, adalah sangat memikat dan diharapkan untuk membayangkan ekonomi tenaga yang bebas daripada pelepasan, pencemaran udara atau sisa radioaktif. Bekalan bahan api untuk pelakuran ialah hidrogen. Hidrogen sangat banyak. Semasa anda membaca ini, anda mungkin bertanya bagaimana pelakuran berbeza daripada pembelahan dalam loji kuasa nuklear. The Laman web Agensi Tenaga Atom Antarabangsa berkata, “Pembelahan membelah unsur berat (dengan nombor jisim atom yang tinggi) kepada serpihan; manakala pelakuran bergabung dengan dua unsur ringan (dengan nombor jisim atom yang rendah), membentuk unsur yang lebih berat.” Kedua-dua proses membebaskan tenaga, tetapi pelakuran tidak menghasilkan sisa radioaktif. Ia menghasilkan helium lengai (yang boleh digunakan dalam belon cuaca). Fusion juga tidak menghasilkan tindak balas berantai yang merupakan ciri-ciri kemalangan nuklear dan tidak benar-benar berdaya maju untuk pengeluaran senjata sama ada.

Mungkin sekarang anda nampak mengapa saintis pening.