Masa Depan Tenaga Bersih, Tanpa Had

Pengambilan kunci

• Pada 5 Disember, saintis AS di National Ignition Facility di California menjana lebih banyak tenaga daripada tindak balas pelakuran nuklear daripada yang mereka masukkan.
• Hasil percubaan adalah satu kejayaan besar tenaga nuklear dalam usaha selama berabad-abad untuk membuka kunci kuasa matahari di bumi
• Dengan lebih banyak penyelidikan dan pelaburan kewangan, penyelidik percaya kami berada dalam tempoh empat dekad untuk menghasilkan 100% tenaga bersih dan tanpa had

"Isnin, 5 Disember 2022 adalah hari penting dalam sains."

Kenyataan rendah ini disampaikan oleh Jill Hruby, setiausaha kecil untuk Pentadbiran Keselamatan Nuklear Kebangsaan (NNSA), pada sidang akhbar 13 Disember.

Subjek: Satu kejayaan tenaga nuklear di Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan (NIF) Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) di California.

Pengarah Dasar Pejabat Sains dan Teknologi Rumah Putih Dr. Arata Prabhakar menyifatkan pencapaian itu sebagai "pencapaian saintifik" dan "keajaiban kejuruteraan yang luar biasa."

"Dualiti memajukan penyelidikan, membina sistem kejuruteraan yang kompleks, kedua-dua pihak belajar antara satu sama lain, ini adalah bagaimana kita melakukan perkara yang besar dan sukar, dan ini hanyalah satu contoh yang indah," tambahnya.

Keuntungan tenaga bersih daripada tindak balas gabungan adalah yang pertama dalam sejarah manusia. Sementara lebih banyak penyelidikan (a banyak lebih banyak penyelidikan) diperlukan untuk menjadikan teknologi boleh ditiru, berskala dan lebih cekap, ia merupakan langkah penting dalam laluan ke tenaga bersih.

Dan bagi pelabur, itu mewakili peluang berdekad-dekad yang sedia untuk dipetik.

Apa itu peleburan nuklear?

Pelaburan nuklear melibatkan penggabungan atom menjadi satu atom yang lebih besar. Proses ini menjana sejumlah besar tenaga, dan merupakan tindak balas teras yang memacu matahari kita.

Pelaburan nuklear berbeza daripada pembelahan nuklear, proses yang digunakan dalam loji kuasa nuklear. Pembelahan membahagikan atom, bukannya menggabungkannya, menghasilkan sisa radioaktif berbahaya dalam proses itu.

Sebaliknya, pelakuran nuklear jauh lebih cekap, hampir tidak menghasilkan sisa, dan mengalirkan atom hidrogen yang sedia ada dalam air laut, dan bukannya bahan radioaktif yang tertimbus di dalam tanah. Itu menjadikannya calon yang ideal untuk menjana segala-galanya daripada rumah hingga kilang pembuatan…jika ia boleh ditingkatkan.

Sejak gabungan ditemui satu abad yang lalu, saintis telah berlumba untuk membuka kunci dan meniru mekanik dalam makmal. Tetapi menjalankan tindak balas gabungan yang memerlukan lebih sedikit tenaga daripada yang dikeluarkan, proses yang dipanggil pencucuhan, telah mengelak saintis…

Sehingga kini.

Kejayaan tenaga nuklear secara ringkas

Kejayaan tenaga nuklear Disember berlaku di Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan, yang menggunakan proses yang dipanggil "pelaburan inersia termonuklear."

Pada asasnya, kompleks laser bernilai $3.5 bilion menembak 192 laser pada kapsul kecil. Kapsul mengandungi dua isotop hidrogen yang, apabila dihujani dengan tenaga, mengewap dengan serta-merta. Proses gabungan membebaskan sejumlah besar tenaga.

Pada masa lalu, input tenaga daripada laser jauh melebihi output tenaga daripada tindak balas gabungan. Tetapi pada 5 Disember, penyelidik mencuba sesuatu yang baru.

Cangkerang di sekeliling kapsul yang mereka gunakan adalah lebih tebal berbanding percubaan lepas, bermakna kecacatan kecil kurang memberi kesan kepada percubaan. Perubahan yang mudah ini - dan sangat boleh ditiru - membenarkan sesuatu yang luar biasa berlaku.

Dr Marvin Adams, Timbalan Pentadbir NNSA untuk Program Pertahanan, menerangkan proses itu pada sidang akhbar Selasa. Dia menyatakan bahawa proses itu bermula dengan silinder sfera yang mengandungi kapsul kecil, "kira-kira separuh diameter BB."

“192 pancaran laser masuk dari dua hujung silinder,” katanya, “dan mengenai dinding dalam…. X-ray dari dinding terkena pada kapsul sfera. Bahan api gabungan dalam kapsul telah diperah, tindak balas gabungan bermula. Ini semua telah berlaku sebelum ini, 100 kali sebelum ini. Tetapi minggu lepas buat pertama kalinya, mereka mereka bentuk eksperimen ini supaya bahan api gabungan kekal cukup panas, cukup padat dan cukup bulat untuk tempoh yang cukup lama sehingga ia dinyalakan. Dan ia menghasilkan lebih banyak tenaga daripada yang disimpan oleh laser. Kira-kira 2 megajoule masuk, kira-kira 3 megajoule keluar. Keuntungan 1.5.”

Kepentingan kejayaan ini

Keuntungan 1.5 kedengaran kecil, dan dari segi tenaga, ia adalah. Tetapi bukan saiz tindak balas yang penting - tetapi ia berlaku pada semua.

Kejayaan gabungan nuklear 5 Disember adalah kemuncak kepada satu abad penyelidikan, membiayai dolar dan kegagalan. Walaupun terdapat banyak langkah antara hari ini dan daya maju komersial, tanpa langkah ini, gabungan sebagai sumber tenaga hanyalah gimik fiksyen sains. Hari ini, ia adalah realiti.

Dan potensi jangka panjang masa depan yang berat gabungan adalah sangat mengejutkan. Tidak seperti arang batu dan bahan api fosil, tindak balas pelakuran tidak menghasilkan pelepasan CO2 atau produk sampingan lain. Dan kerana ia menggunakan hidrogen, unsur yang paling banyak di alam semesta, ia hampir tidak terhad dalam potensi pengeluarannya.

Dengan tenaga sebanyak itu, kami bukan sahaja akan mengurangkan jejak pelepasan kami – kami boleh membalikkannya.

Kuasa tanpa had akan memungkinkan untuk memajukan semua jenis teknologi dengan lebih pantas, lebih murah dan bersih, daripada penyelesaian perubahan iklim kepada komputer riba yang lebih baik.

Tenaga gabungan boleh melegakan pemadaman tenaga, loji rawatan air kuasa dan membantu kami menemui cara yang lebih baik untuk mengitar semula dan membuang sampah.

Teknologi baharu boleh menarik CO2 dari atmosfera secara berskala, mengurangkan perubahan iklim dan mengurangkan kematian manusia yang disebabkan oleh pencemaran.

Teknologi bateri boleh maju, membolehkan penggunaan besar-besaran pengeluaran dan penyimpanan tenaga bersih untuk rumah, kenderaan dan banyak lagi.

Pada skala besar, jangka panjang, tenaga gabungan boleh menghapuskan pelepasan manusia, membolehkan planet yang lebih bersih, hijau, lebih sihat – apatah lagi, kehidupan yang tinggi untuk semua manusia.

Jika itu kedengaran agak idealistik, anda tidak salah. Tetapi sekali lagi, prospek tenaga gabungan adalah idealistik 50 tahun yang lalu. Bulan ini, saintis membuktikan gabungan adalah mungkin. Mengapa faedah jangka panjang yang lain tidak boleh menjadi kenyataan juga?

Apakah maksud ini untuk pelabur?

Tetapi sebelum masa depan gabungan menjadi realiti, ruang tenaga memerlukan lebih banyak penyelidikan dan inovasi - banyak daripadanya.

Masa dan teknologi adalah kunci

Sidang akhbar mendedahkan bahawa tatasusunan laser yang menjanakan kejayaan tenaga nuklear adalah berdasarkan teknologi berusia 40 tahun. Bukan sahaja laser moden lebih berkuasa, ia juga lebih cekap – bermakna bahawa keuntungan tenaga gabungan yang lebih besar terletak hampir.

Pengarah LLNL Dr. Kim Budil berhati-hati untuk mengingatkan wartawan dan pelabur bahawa gabungan bukan empat minggu atau empat tahun lagi. Proses akan mengambil masa.

"Terdapat halangan yang sangat ketara, bukan sahaja dalam sains, tetapi dalam teknologi," katanya. “Ini adalah satu kapsul yang dinyalakan sekali, dan untuk merealisasikan tenaga gabungan komersial, anda perlu melakukan banyak perkara. Anda harus dapat menghasilkan banyak, banyak peristiwa pencucuhan gabungan seminit, dan anda perlu mempunyai sistem pemandu yang mantap untuk membolehkannya."

Walau bagaimanapun, dia juga optimistik daripada masa depan yang dikuasakan gabungan dalam genggaman.

"[Ia] mungkin bukan lima dekad lagi, itulah yang biasa kami katakan," tambahnya. “Saya fikir ia bergerak ke latar depan. Dengan beberapa dekad penyelidikan dan pelaburan…boleh meletakkan kami dalam kedudukan untuk membina loji kuasa.”

Pelaburan kewangan boleh memacu pengkomersilan yang lebih pantas

LLNL bergantung pada geran awam dan pembiayaan untuk menjadikan penemuan tenaga nuklear menjadi kenyataan. Tetapi Setiausaha Tenaga AS Jennifer Granholm percaya bahawa kedua-dua penyelidikan swasta dan awam diperlukan untuk membuat gabungan berlaku.

"Kami tahu bahawa terdapat minat yang besar di kalangan komuniti pembiayaan swasta...dan kami menggalakkannya," katanya pada sidang akhbar Selasa. "Ini menunjukkan bahawa ia boleh dilakukan, yang selalu menjadi persoalan: bolehkah anda sampai ke sana?"

"Ambang yang dilalui membolehkan [saintis] mula bekerja pada laser yang lebih baik, laser yang lebih cekap, pada kapsul pembendungan yang lebih baik, dll., [Ini adalah] perkara yang perlu untuk membolehkan ia dimodulasi dan dibawa ke skala komersial."

Nasib baik, sektor swasta sedang melompat ke atas kapal. Kim Budil menyatakan bahawa banyak syarikat swasta sedang meneroka pengeluaran gabungan inersia bersama sepupunya, gabungan magnetik. (Paduan magnet menggunakan tokamak, peranti berbentuk donat yang menggunakan magnet kuat untuk mengurung plasma dalam bentuk tertentu.)

Budil percaya bahawa, antara gabungan magnet menjadi "sedikit di hadapan" dan kejayaan penyalaan bulan ini, mempunyai "portfolio pendekatan teknologi semasa kami benar-benar tempat yang bagus."

Dia menambah, "Komuniti ini akan memberi makan antara satu sama lain, kita akan belajar, kita akan terus memajukan bidang itu, dan banyak teknologi akan berkembang daripada kedua-dua bidang sebagai tambahan kepada laluan ke loji kuasa gabungan."

Memanfaatkan kejayaan gabungan nuklear

Semasa sidang media, Arata Prabhakar berkongsi detik pemikiran dengan penonton.

"Saya juga telah memikirkan berapa lama perjalanan boleh dari mengetahui kepada melakukan," katanya. “Kerana sudah satu abad sejak kami mengetahui bahawa ia adalah gabungan [memperkasakan bintang]. Dan pada abad itu, ia memerlukan begitu banyak kemajuan berbeza yang akhirnya bersatu sehingga kami boleh meniru aktiviti gabungan itu dengan cara yang boleh dikawal ini dalam makmal."

Masa - walaupun dalam skala beberapa dekad - adalah konsep yang biasa digunakan oleh pelabur. Masa diperlukan untuk membuat wang, melabur wang dan melihat hasil daripada pelaburan tersebut.

Jika gabungan nuklear boleh dibawa ke skala komersil, ia mewakili tenaga tanpa had untuk manusia - dan potensi pendapatan yang besar untuk pelabur yang bertahan.

Q.ai berada di sini untuk membantu anda melabur pada masa hadapan itu, dan potensi pendapatan itu.

dengan kami Kit Teknologi Bersih, AI kami mengumpulkan inovasi tenaga hijau terbaik di luar sana. Melabur dalam Kit ini ialah cara yang cepat dan mudah untuk menggunakan wang anda untuk membina masa depan yang lebih baik – dan diharapkan menjana sedikit pulangan dalam proses tersebut.

Ia menjadikan pelaburan itu mudah, pintar dan hijau.

Dan seperti yang dikatakan oleh Pengarah LLNL Kim Budil pada hari Selasa, "Cabaran sains dan teknologi dalam laluan kepada tenaga gabungan adalah menakutkan, tetapi menjadikan perkara yang kelihatan mustahil, mungkin adalah apabila kita berada pada tahap terbaik."

Muat turun Q.ai hari ini untuk akses kepada strategi pelaburan dikuasakan AI.