Fuusio on puhtaan energian pyhä malja, ja se teki juuri suuren läpimurron

Kalifornian Lawrence Livermore National Laboratoryn tutkijat ovat tehneet tärkeän läpimurto ydinfuusioteknologiassa, joka hyödyntää energiaa, joka vapautuu, kun kaksi vetyatomia fuusioidaan yhteen heliumiksi. Joulukuun 5. päivänä he saavuttivat niin sanotun "sytytyksen", mikä tarkoittaa, että fuusioreaktiosta tuotettiin enemmän energiaa kuin mitä tarvittiin reaktion toteuttamiseen. Tämä on suuri askel eteenpäin siinä, mikä voisi olla yksi tärkeimmistä puhtaan energian lähteistä tulevaisuudessa.

Onnistunut kokeilu tapahtui National Ignition Facilityssä Livermoressa, Kaliforniassa, jossa on maailman suurin laserfuusiolaitos. Aiemmin tässä kuussa laserit kohdistettiin pieneen kultasylinteriin, joka sisälsi pallomaisen timantin, jonka sisällä olivat vety-isotoopit deuterium ja tritium. Näitä kuumennettiin äärimmäisissä lämpötiloissa, kunnes ne yhdistyivät tuottaen heliumia.

Tämä prosessi, jossa kaksi tai useampi atomiydin fuusioidaan yhteen yhdeksi raskaammaksi ytimeksi, vapauttaa energiaa, jota voidaan sitten käyttää sähkön tuottamiseen. Fuusio tunnetaan parhaiten auringon ja muiden tähtien energianlähteenä, mutta tulevaisuudessa sitä voitaisiin käyttää myös suurimman osan energiatarpeestamme täällä maan päällä. Se on luultavasti ainoa puhtaan energian muoto tällä hetkellä horisontissa, jolla on potentiaalia todella mullistaa energiankäyttömme tarjoamalla lähes rajattomasti energian runsautta.

Tämä on ensimmäinen tunnettu sytytystapaus – reaktioon saadaan enemmän energiaa kuin kului. Läpimurrasta huolimatta on useita haasteita, jotka on voitettava ennen kuin kotisi sähkö tulee ydinfuusiovoimalaitoksesta.

Ensimmäinen niistä on teknologiset haasteet. NIF-laitos käyttää edelleen enemmän energiaa verkosta kuin saa takaisin reaktiosta. Sen on muututtava, mikä tarkoittaa, että koko toiminnan tehokkuutta on lisättävä suuruusluokkaa. Sytytys on vasta ensimmäinen askel kohti kaupallista kannattavuutta. Jotta fuusiosta tulisi käytännöllinen todellisuus, reaktiosta tulee todella itseään ylläpitävä, koska yksi fuusioreaktio antaa voiman toiselle ja toiselle.

Sitten on kustannuksia. tritium Erityisesti se on kallis ja niukka, eivätkä nämä panokset edes ota huomioon fuusiolaitoksen rakentamiskustannuksia. Lisäksi ei ole selvää, mikä lähestymistapa on paras tapa tuottaa fuusioketjureaktio. Laserit ovat vain yksi tapa käsitellä reaktiota, joka voi saavuttaa miljoonien celsiusasteiden lämpötiloja. Magneetit ovat toinen yleinen menetelmä, jota käytetään luomaan voimakas magneettikenttä, joka rajoittaa kuumaa plasmaa sen kiertäessä tyhjiökammiota, jota kutsutaan tokamakiksi. Erilaisten fuusiomenetelmien valtava valikoima viittaa siihen, että tarvitaan paljon enemmän kokeiluja.

Jopa optimistisimmat ennusteet ovat, että fuusiolaitos tulee käyttöön vasta 2030-luvulla. Energiaministeriön ihmiset sanovat, että se on "vuosikymmeninä” ennen kuin kaupallinen fuusio on todellisuutta. DOE toivoo kuitenkin saavansa pilottitehtaan käyttöön 2030-luvun alkuun mennessä, ja todellinen asia voi tulla pian sen jälkeen.

Ilmastonmuutos on kuitenkin jo nyt suuri ongelma, kuten sen vaikutukset ovat tuntuvan maailman ympäri. Suuri fuusioläpimurto voisi olla ratkaisu, mutta skeptikot ovat oikeassa huomauttaessaan, että MIT- ja Cal-Tech-huiput eivät vain liiku tarpeeksi nopeasti. Maailma odottaa heitä hengitystä pidätellen. Voivatko ne muuttaa kuvitteellisen oljen kullaksi? Vain aika näyttää, mutta minä itse uskon, että heillä on se, mitä se tarvitsee.