Fusion Adalah Cawan Suci Tenaga Bersih, Dan Ia Hanya Mencapai Kejayaan Besar

Para saintis di Lawrence Livermore National Laboratory di California telah membuat satu perkara penting penemuan dalam teknologi pelakuran nuklear, yang memanfaatkan tenaga yang dibebaskan apabila dua atom hidrogen dicantum bersama untuk membuat helium. Pada 5 Disember, mereka mencapai apa yang dikenali sebagai "pencucuhan," yang bermaksud lebih banyak tenaga dihasilkan daripada tindak balas pelakuran daripada yang diperlukan untuk membuat tindak balas berlaku di tempat pertama. Ini adalah langkah besar ke hadapan untuk apa yang boleh menjadi salah satu sumber tenaga bersih yang paling penting pada masa hadapan.

Percubaan yang berjaya berlaku di Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan di Livermore, California, yang menjadi tuan rumah kemudahan gabungan laser terbesar di dunia. Awal bulan ini, laser dihalakan pada silinder emas kecil yang mengandungi berlian sfera, di dalamnya terdapat isotop hidrogen deuterium dan tritium. Ini dipanaskan pada suhu yang melampau sehingga mereka bergabung untuk menghasilkan helium.

Proses dua atau lebih nukleus atom ini digabungkan bersama untuk membentuk satu nukleus yang lebih berat membebaskan tenaga, yang kemudiannya boleh digunakan untuk menjana elektrik. Fusion terkenal dengan kuasa matahari dan bintang lain, tetapi pada masa hadapan ia juga boleh digunakan untuk menggerakkan kebanyakan keperluan tenaga kita di bumi ini. Ia mungkin satu-satunya bentuk tenaga bersih di kaki langit sekarang yang berpotensi untuk benar-benar merevolusikan penggunaan tenaga kita, menyediakan hampir tanpa had. kelimpahan tenaga.

Ini adalah contoh pertama pencucuhan yang diketahui—mendapatkan lebih banyak tenaga daripada yang masuk ke dalam tindak balas. Di sebalik kejayaan itu, terdapat beberapa cabaran yang perlu diatasi sebelum tenaga elektrik di rumah anda datang daripada loji kuasa gabungan nuklear.

Yang pertama ialah cabaran teknologi. Kemudahan NIF masih menggunakan lebih banyak tenaga daripada grid daripada yang diperoleh semula dari segi kuasa daripada tindak balas. Itu perlu berubah, bermakna kecekapan keseluruhan operasi perlu meningkat mengikut urutan magnitud. Pencucuhan hanyalah langkah pertama ke arah daya maju komersial. Untuk gabungan menjadi realiti praktikal, tindak balas perlu menjadi benar-benar berdikari, kerana satu tindak balas gabungan kuasa yang lain dan yang lain.

Kemudian ada kos. tritium khususnya adalah mahal dan terhad, dan input ini tidak mengambil kira kos pembinaan kemudahan gabungan itu. Selain itu, tidak jelas pendekatan apakah cara terbaik untuk menghasilkan tindak balas rantai gabungan. Laser hanyalah satu kaedah mengendalikan tindak balas yang boleh mencapai suhu dalam berjuta-juta darjah Celcius. Magnet adalah satu lagi kaedah biasa, digunakan untuk mencipta medan magnet yang kuat yang mengehadkan plasma panas kerana ia mengelilingi ruang vakum yang dipanggil tokamak. Pelbagai kaedah gabungan yang berbeza menunjukkan lebih banyak eksperimen diperlukan.

Malah unjuran yang paling optimistik ialah loji gabungan tidak akan muncul dalam talian sehingga tahun 2030-an. Orang Jabatan Tenaga berkata ia akan menjadi “dekad” sebelum gabungan komersial menjadi kenyataan. Walau bagaimanapun, JAS berharap untuk mempunyai kilang perintis yang beroperasi dan beroperasi pada awal 2030-an, dan perkara sebenar boleh datang tidak lama selepas itu.

Perubahan iklim sudah menjadi masalah utama, bagaimanapun, kerana kesannya sedang dirasai seluruh dunia. Penemuan gabungan utama boleh menjadi penyelesaiannya, tetapi mereka yang ragu-ragu betul untuk menunjukkan bahawa ahli MIT dan Cal-Tech tidak bergerak cukup pantas. Dunia sedang menunggu mereka dengan nafas tertahan. Bolehkah mereka menukar jerami kiasan menjadi emas? Hanya masa yang akan menentukan, tetapi saya percaya mereka mempunyai apa yang diperlukan untuk melakukannya.