Puhtaan, rajattoman energian tulevaisuus

Avaimet

• 5. joulukuuta yhdysvaltalaiset tiedemiehet National Ignition Facilityssä Kaliforniassa tuottivat enemmän energiaa ydinfuusioreaktiosta kuin he laittoivat.
• Kokeellinen tulos on valtava ydinenergian läpimurto vuosisadan kestäneessä hankkeessa vapauttaa auringon voima maan päällä
• Lisäämällä tutkimusta ja taloudellisia investointeja tutkijat uskovat, että olemme neljän vuosikymmenen sisällä 100 % puhtaan, rajattoman energian tuottamisesta

"Maanantai 5. joulukuuta 2022 oli tärkeä päivä tieteessä."

Tämän aliarvioinnin esitti Jill Hruby, National Nuclear Security Administrationin (NNSA) alisihteeri 13. joulukuuta pidetyssä lehdistötilaisuudessa.

Aihe: Ydinenergian läpimurto Lawrence Livermore National Laboratoryn (LLNL) National Ignition Facility (NIF) -laitoksessa Kaliforniassa.

Valkoisen talon tiede- ja teknologiapolitiikan toimiston johtaja tohtori Arata Prabhakar julisti saavutuksen "tieteelliseksi virstanpylväksi" ja "uskomattoman tekniikan ihmeeksi".

"Tämä kaksinaisuus on tutkimuksen edistäminen, monimutkaisten teknisten järjestelmien rakentaminen, molemmat osapuolet oppivat toisiltaan, näin teemme todella suuria, kovia asioita, ja tämä on vain kaunis esimerkki", hän lisäsi.

Fuusioreaktion nettoenergiahyöty on ensimmäinen ihmiskunnan historiassa. Vaikka lisää tutkimusta (a erä lisää tutkimusta) tarvitaan, jotta teknologiasta tulee monistettava, skaalautuva ja tehokkaampi, se on olennainen askel puhtaan energian tiellä.

Ja sijoittajille se edustaa vuosikymmeniä kypsiä mahdollisuuksia kynimiseen.

Mikä on ydinfuusio?

Ydinfuusio käsittää atomien yhdistämisen yhdeksi, suuremmaksi atomiksi. Prosessi tuottaa valtavia määriä energiaa ja on ydinreaktio, joka ajaa aurinkoamme.

Ydinfuusio eroaa ydinfissiosta, ydinvoimaloissa käytettävästä prosessista. Fissio hajottaa atomeja, ei yhdistä niitä, jolloin syntyy vaarallista radioaktiivista jätettä.

Sitä vastoin ydinfuusio on paljon tehokkaampi, se ei tuota lähes lainkaan jätettä ja valuu pois merivedessä helposti saatavilla olevista vetyatomeista maan alle hautautuneiden radioaktiivisten materiaalien sijaan. Tämä tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan sähkönlähteeksi kaikkeen taloista tuotantolaitoksiin… jos se voitaisiin skaalata.

Siitä lähtien, kun fuusio löydettiin sata vuotta sitten, tiedemiehet ovat kilpailleet laboratoriossa avatakseen ja toistaakseen mekaniikkaa. Mutta fuusioreaktion suorittaminen, joka vaatii vähemmän energiaa kuin se tuottaa, prosessi nimeltä sytytys, on jäänyt tutkijoiden ulkopuolelle…

Tähän asti.

Ydinenergian läpimurto pähkinänkuoressa

Joulukuun ydinenergian läpimurto tapahtui National Ignition Facilityssä, joka käyttää prosessia nimeltä "termonuclear inertiaalinen fuusio".

Pohjimmiltaan 3.5 miljardin dollarin laserkompleksi ampuu 192 laseria pieneen kapseliin. Kapseli sisältää kaksi vedyn isotooppia, jotka energialla pommitettuina höyrystyvät lähes välittömästi. Fuusioprosessi vapauttaa valtavia määriä energiaa.

Aiemmin lasereiden tuottama energia ylitti huomattavasti fuusioreaktion energiantuotannon. Mutta 5. joulukuuta tutkijat kokeilivat jotain uutta.

Heidän käyttämänsä kapselin ympärillä oleva kuori oli paksumpi kuin aikaisemmissa kokeissa, mikä tarkoittaa, että pienet puutteet vaikuttavat kokeeseen vähemmän. Tämä yksinkertainen – ja uskomattoman toistettavissa oleva – muutos mahdollisti jotain uskomatonta.

Dr. Marvin Adams, NNSA:n puolustusohjelmien apulaishallinnoija, kuvaili prosessia tiistain lehdistötilaisuudessa. Hän huomautti, että prosessi alkoi pallomaisesta sylinteristä, joka sisälsi pienen kapselin, "noin puolet BB:n halkaisijasta".

"192 lasersädettä tuli sisään sylinterin kahdesta päästä", hän sanoi, "ja osui sisäseinään... Röntgensäteet seinästä osuivat pallomaiseen kapseliin. Kapselissa oleva fuusiopolttoaine puristui, fuusioreaktiot alkoivat. Tämä kaikki oli tapahtunut ennen, 100 kertaa ennen. Mutta viime viikolla ensimmäistä kertaa he suunnittelivat tämän kokeen niin, että fuusiopolttoaine pysyi riittävän kuumana, riittävän tiheänä ja riittävän pyöreänä tarpeeksi kauan, jotta se syttyi. Ja se tuotti enemmän energiaa kuin laserit olivat tallettaneet. Noin 2 megajoulea sisään, noin 3 megajoulea ulos. Lisäys 1.5."

Tämän läpimurron tärkeys

Vahvistus 1.5 kuulostaa pieneltä, ja energian kannalta sitä se on. Mutta reaktion koolla ei ole väliä, vaan sillä, että se tapahtui ollenkaan.

Joulukuun 5. päivän ydinfuusion läpimurto oli huipentuma vuosisadan tutkimukselle, rahoille ja epäonnistumisille. Vaikka nykypäivän ja kaupallisen elinkelpoisuuden välillä on monia askeleita, ilman tätä askelta fuusio energialähteenä oli vain scifi-temppu. Nykyään se on todellisuutta.

Ja fuusiovoimakkaan tulevaisuuden pitkän aikavälin potentiaali on yksinkertaisesti huikea. Toisin kuin hiili ja fossiiliset polttoaineet, fuusioreaktiot eivät tuota CO2-päästöjä tai muita sivutuotteita. Ja koska se käyttää vetyä, joka on maailmankaikkeuden runsain alkuaine, sen tuotantopotentiaali on käytännössä rajaton.

Tällä suurella energialla emme vain pienennä päästöjämme – voimme kääntää sen päinvastaiseksi.

Rajaton teho mahdollistaisi kaikenlaisten teknologioiden nopeamman, halvemman ja puhtaamman edistämisen ilmastonmuutosratkaisuista parempiin kannettaviin tietokoneisiin.

Fuusioenergia voisi lievittää sähkökatkoksia, tehostaa vedenkäsittelylaitoksia ja auttaa meitä löytämään parempia tapoja kierrättää ja hävittää roskia.

Uudet tekniikat voisivat vetää hiilidioksidia ilmakehästä suuressa mittakaavassa, lieventää ilmastonmuutosta ja vähentää saasteiden aiheuttamia ihmisuhreja.

Akkuteknologia voisi kehittyä, mikä mahdollistaa puhtaan energian tuotannon ja varastoinnin massakäytön koteihin, ajoneuvoihin ja muihin tarpeisiin.

Suuressa, pitkän aikavälin mittakaavassa fuusioenergia voisi poistaa ihmiskunnan päästöt, mikä mahdollistaisi puhtaamman, vihreämmän ja terveellisemmän planeetan – puhumattakaan koko ihmiskunnan korkeammasta elinympäristöstä.

Jos tämä kuulostaa hieman idealistiselta, et ole väärässä. Mutta sitten taas, fuusioenergian mahdollisuus oli idealistinen 50 vuotta sitten. Tässä kuussa tutkijat osoittivat, että fuusio on mahdollista. Miksi muutkin pitkän aikavälin edut eivät voi toteutua?

Mitä tämä tarkoittaa sijoittajille?

Mutta ennen kuin fuusiotulevaisuudesta tulee totta, energia-ala vaatii lisää tutkimusta ja innovaatioita – paljon.

Aika ja tekniikka ovat tärkeitä

Lehdistötilaisuudessa paljastui, että ydinenergian läpimurtoon johtanut laserjärjestelmä perustuu 40 vuotta vanhaan teknologiaan. Nykyaikaiset laserit eivät ole vain tehokkaampia, vaan myös tehokkaampia – mikä tarkoittaa, että suuremmat fuusioenergian hyödyt ovat aivan nurkan takana.

LLNL:n johtaja tohtori Kim Budil muistutti toimittajia ja sijoittajia huolellisesti siitä, että fuusio ei ole neljän viikon tai edes neljän vuoden päässä. Prosessi vie aikaa.

"On erittäin merkittäviä esteitä, ei vain tieteessä, vaan myös tekniikassa", hän sanoi. ”Tämä on yksi sytytetty kapseli kerran, ja kaupallisen fuusioenergian toteuttamiseksi sinun on tehtävä monia asioita. Sinun on kyettävä tuottamaan monia, monia fuusiosytytystapahtumia minuutissa, ja sinulla on oltava vankka ajurijärjestelmä tämän mahdollistamiseksi.

Hän on kuitenkin myös optimistinen kuin fuusiovoimalla toimiva tulevaisuus on käsissä.

"[Se ei ole] luultavasti viisi vuosikymmentä [päässä], mitä meillä oli tapana sanoa", hän lisäsi. "Luulen, että se on siirtymässä etualalle. Muutaman vuosikymmenen tutkimuksella ja investoinneilla… voisi antaa meille mahdollisuuden rakentaa voimalaitoksia.”

Taloudelliset investoinnit voivat nopeuttaa kaupallistamista

LLNL luotti suurelta osin julkisiin apurahoihin ja rahoitukseen tehdäkseen ydinenergian läpimurron todellisuutta. Mutta Yhdysvaltain energiaministeri Jennifer Granholm uskoo, että fuusion toteuttaminen edellyttää sekä yksityistä että julkista tutkimusta.

"Tiedämme, että yksityisen rahoitusyhteisön keskuudessa on ollut valtava kiinnostus... ja rohkaisemme siihen", hän sanoi tiistain lehdistötilaisuudessa. "Tämä osoittaa, että se voidaan tehdä, mikä on aina ollut kysymys: pääsetkö sinne?"

"Kun kynnys ylitetään, [tutkijat] voivat alkaa työstää parempia lasereita, tehokkaampia lasereita, parempia suojakapseleita jne. [Nämä ovat] asioita, joita tarvitaan, jotta se voidaan moduloida ja viedä kaupalliseen mittakaavaan."

Onneksi yksityinen sektori hyppää mukaan. Kim Budil huomautti, että monet yksityiset yritykset tutkivat inertiafuusiotuotantoa serkkunsa, magneettifuusion, rinnalla. (Magneettinen fuusio käyttää tokamakia, donitsin muotoista laitetta, joka käyttää vahvoja magneetteja plasman rajoittamiseen tiettyyn muotoon.)

Budil uskoo, että magneettifuusion "hieman edessä" ja tämän kuun sytytyksen läpimurron välillä nykyinen teknologinen "lähestymistapavalikoimamme on todella hyvä paikka olla."

Hän lisäsi: "Nämä yhteisöt ruokkivat toisiaan, me opimme, jatkamme alan edistämistä, ja monet teknologiat kasvavat molemmilta kentiltä fuusiovoimalaitoksen polun lisäksi."

Hyödynnä ydinfuusion läpimurtoa

Lehdistötilaisuuden aikana Arata Prabhakar jakoi ajatuksen hetken yleisön kanssa.

"Olen myös pohtinut, kuinka pitkä matka tietämisestä tekemiseen voi kestää", hän sanoi. "Koska on kulunut vuosisata siitä, kun tajusimme, että se oli fuusio [tähdille voimanlähteenä]. Ja sillä vuosisadalla tarvittiin niin monia erilaisia ​​edistysaskeleita, jotka lopulta saavuttivat sen pisteen, että pystyimme toistamaan tuon fuusiotoiminnan tällä hallittavalla tavalla laboratoriossa."

Aika – jopa vuosikymmenien mittakaavassa – on sijoittajille tuttu käsite. Aikaa tarvitaan tehdä rahaa, sijoittaa rahaa ja nähdä tuloksia näistä sijoituksista.

Jos ydinfuusio voidaan saattaa kaupallisesti mittakaavaan, se edustaa rajattomasti energiaa ihmiskunnalle – ja valtavia ansiomahdollisuuksia sijoittajille, jotka jäivät paikalleen.

Q.ai auttaa sinua investoimaan tulevaisuuteen ja tuohon potentiaaliin.

Meidän Clean Tech Kit, tekoälymme kerää yhteen parhaat vihreän energian innovaatiot. Sijoittaminen tähän pakkiin on nopea ja helppo tapa laittaa rahasi työhön paremman tulevaisuuden rakentamiseen – ja toivottavasti tuottaa tuottoa prosessissa.

Sijoittamisesta on tehty helppoa, älykästä ja vihreää.

Ja kuten LLNL:n johtaja Kim Budil sanoi tiistaina: "Fuusioenergian tiellä olevat tieteen ja teknologian haasteet ovat pelottavia, mutta mahdottomalta vaikuttavan tekeminen mahdolliseksi on silloin, kun olemme parhaimmillamme."

Lataa Q.ai tänään päästäkseen tekoälypohjaisiin sijoitusstrategioihin.