Fusion '101' – Miksi se on tärkeää ilmastonmuutoksen ja sään ilmapalloille?

Jotkut asiat tieteessä ovat vain siistejä. Toiset ovat siistejä ja mahdollisesti elämää muuttavia. Tällä viikolla Yhdysvaltain energiaministeriö ilmoitti, että yksi sen laboratorioista, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), saavutti fuusiosytytyksen. Selvitetään, mitä se tarkoittaa ja miksi sillä on merkitystä ilmastonmuutoksen kannalta.

Energiaministeriö lehdistötiedote Joulukuun 5. päivänä LLNL:n National Ignition Facilityn (NIF) tiimi suoritti historian ensimmäisen kontrolloidun fuusiokokeen saavuttaakseen tämän virstanpylvään, joka tunnetaan myös tieteellisenä energiakatkona, eli se tuotti enemmän energiaa fuusiosta kuin laserenergia, jota käytettiin aja sitä." Fuusio on sama prosessi, jolla aurinko tuottaa energiaa. Tiedemiehet ovat vuosikymmenten ajan pyrkineet toistamaan mekanismia laboratorioissa, mutta se on ollut vaikeasti havaittavissa. Tohtori Arati Prabhakar, presidentin tieteen ja teknologian pääneuvonantaja ja Valkoisen talon tiede- ja teknologiapolitiikan toimiston johtaja, totesi: "Meillä on ollut teoreettinen ymmärrys fuusiosta yli vuosisadan ajan, mutta matka tietämisestä tekemiseen voi olla pitkä ja raskas. Tämän päivän virstanpylväs osoittaa, mitä voimme tehdä pitkäjänteisyydellä.”

Joten miksi tällä on merkitystä ilmastonmuutoksen kannalta? Fuusio tapahtuu, kun kaksi kevyempää ydintä (tässä tapauksessa vety) yhdistetään yhdeksi raskaammaksi ytimeksi (kuten helium). Prosessin aikana vapautuu huomattava määrä puhdasta energiaa. Energiaministeriön lehdistötiedote jatkoi: "Tämä historiallinen, ensimmäinen laatuaan saavutus tarjoaa ennennäkemättömän kyvyn tukea NNSA:n varastonhallintaohjelmaa ja antaa arvokasta tietoa puhtaan fuusioenergian mahdollisuuksista, mikä olisi peli. -muutos pyrkimyksiin saavuttaa presidentti Bidenin tavoite nollahiilitaloudesta."

Tämä ilmoitus on muutoksen tieteen, teknologian ja insinööriyhteisöjen kannalta. On kuitenkin tärkeää kalibroida odotukset. Olemme edelleen todennäköisesti vuosia tai vuosikymmeniä siitä, kun jäljittelemme Auringon voimaa riittävän suuressa mittakaavassa nykyisen energiatarpeen tyydyttämiseksi. Tämä koe tuotti tarpeeksi nettoenergiaa keittää pari gallonaa vettä, mutta se ei ole jännittävä kohta. Asia on siinä, että tuotoksena tuotettiin enemmän energiaa kuin toimitettiin panoksina. Muista, että ensimmäinen lentokone ei ollut Boeing Dreamliner ja ensimmäiset matkapuhelimet vaativat pienen harjoituksen nostaakseen.

On kuitenkin erittäin houkuttelevaa ja toivottavaa kuvitella energiataloutta, joka on vapaa päästöistä, ilmansaastuksista tai radioaktiivisesta jätteestä. Fuusion polttoaineena on vety. Vetyä on erittäin runsaasti. Kun luet tätä, saatat kysyä, kuinka fuusio eroaa ydinvoimaloiden fissiosta. The Kansainvälisen atomienergiajärjestön verkkosivuilla sanoo: "Fissio jakaa raskaan alkuaineen (jolla on suuri atomimassaluku) fragmenteiksi; kun taas fuusio yhdistää kaksi kevyttä alkuainetta (joilla on pieni atomimassaluku) muodostaen raskaamman alkuaineen." Molemmat prosessit vapauttavat energiaa, mutta fuusio ei tuota radioaktiivista jätettä. Se tuottaa inerttiä heliumia (jota voidaan muuten käyttää sääilmapalloissa). Fuusio ei myöskään tuota ydinonnettomuuksille ominaisia ​​ketjureaktioita, eikä se ole myöskään varsinaisesti kannattavaa asetuotantoon.

Ehkä nyt ymmärrät, miksi tiedemiehet ovat pyörryksissä.