Terobosan Gabungan Nuklear Dalam Konteks

Bulan lepas Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan di Makmal Kebangsaan Lawrence Livermore (LLNL) di California mengumumkan satu kejayaan besar dalam penyelidikan gabungan nuklear. Sejak itu, beberapa orang telah bertanya kepada saya apakah maksud kejayaan ini sebenarnya.

Mula-mula, mari kita bincangkan beberapa asas pelakuran nuklear. Loji kuasa nuklear hari ini adalah berdasarkan pembelahan nuklear, iaitu pemisahan isotop berat seperti uranium-235 kepada dua isotop yang lebih kecil. (Isotop hanyalah bentuk unsur yang berbeza).

Secara ringkas, pembelahan nuklear adalah seperti menembak peluru kecil di tengah isotop, yang menyebabkan ia menjadi tidak stabil dan berpecah. Apabila ia membelah, ia mengeluarkan sejumlah besar tenaga (jisim dan tenaga dikaitkan dengan persamaan terkenal Einstein E = Mc²). Tenaga itu kemudiannya boleh diubah menjadi elektrik.

Walau bagaimanapun, salah satu bantahan utama pembelahan nuklear adalah bahawa hasil sampingan pembelahan adalah sangat radioaktif, dan kebanyakannya adalah tahan lama. Dalam erti kata lain, mereka menimbulkan bahaya kepada kehidupan melainkan dikendalikan dengan betul. Hasil sampingan radioaktif inilah yang menyebabkan sesetengah pihak menentang kuasa nuklear.

Pelaburan nuklear, yang merupakan sumber kuasa bintang seperti matahari kita, adalah berbeza. Dengan gabungan, anda memaksa isotop yang lebih kecil bersama-sama untuk membentuk isotop yang lebih besar. Biasanya ini melibatkan penggabungan isotop hidrogen - unsur terkecil - untuk membentuk helium. Tindak balas ini mengeluarkan lebih banyak tenaga daripada tindak balas pembelahan, tetapi yang lebih penting ia tidak menghasilkan sebarang produk sampingan radioaktif jangka panjang. Itulah sebabnya gabungan nuklear sering dipanggil "cawan suci" pengeluaran tenaga.

Jadi apa masalahnya? Isotop hidrogen kecil tersebut sangat tahan terhadap peleburan. Ia memerlukan tekanan yang luar biasa dan suhu yang tinggi (seperti yang terdapat dalam matahari) untuk memaksa mereka bergabung. Itu sangat berbeza daripada pembelahan nuklear, yang berlaku dengan agak mudah. Oleh itu, walaupun gabungan boleh dicapai dalam senjata nuklear, penyelidik telah menghabiskan beberapa dekad cuba mencipta tindak balas gabungan terkawal yang boleh digunakan untuk pengeluaran tenaga.

Selama bertahun-tahun, banyak "kejayaan" telah diumumkan. Perkara yang diumumkan bulan lepas ialah buat pertama kalinya, saintis mendapat lebih banyak tenaga daripada proses gabungan daripada yang mereka perlu lakukan. Usaha sebelumnya yang telah mencapai gabungan memerlukan lebih banyak input tenaga daripada tindak balas gabungan yang dihasilkan.

Jadi, ini menandakan satu kejayaan yang ketara. Tetapi sejauh manakah kita untuk membangunkan reaktor gabungan komersial?

Berikut adalah analogi yang saya gunakan untuk meletakkannya dalam konteks. Terdapat banyak peristiwa penting dalam perjalanan ke perjalanan syarikat penerbangan komersial. Wright Brothers menerbangkan penerbangan berkuasa pertama yang berjaya dalam sejarah pada Disember 1903. Ia akan menjadi 16 tahun lagi sebelum penerbangan transatlantik pertama. Tetapi, pesawat komersial pertama yang berjaya secara meluas, Boeing 707 tidak akan diperkenalkan sehingga 1958.

Jenaka yang telah lama berjalan adalah bahawa gabungan nuklear komersial adalah 30 tahun lagi. Sebenarnya, ini bermakna kita masih tidak dapat melihat laluan lengkap untuk ke sana. Kejayaan baru-baru ini pastinya merupakan satu peristiwa penting dalam laluan ke pelakuran nuklear komersial. Tetapi kita mungkin masih 30 tahun lagi untuk melihat realisasi komersial pelakuran nuklear.