Budućnost čiste, neograničene energije

Ključni postupci

• Dana 5. decembra, američki naučnici u National Ignition Facility u Kaliforniji proizveli su više energije iz reakcije nuklearne fuzije nego što su uložili
• Eksperimentalni rezultat je ogroman napredak u nuklearnoj energiji u stoljetnoj potrazi za otključavanjem moći Sunca na Zemlji
• Uz više istraživanja i finansijskih ulaganja, istraživači vjeruju da smo unutar četiri decenije od proizvodnje 100% čiste, neograničene energije

“Ponedjeljak, 5. decembar 2022. je bio važan dan u nauci.”

Ovo potcenjivanje dala je Jill Hruby, podsekretar Nacionalne administracije za nuklearnu sigurnost (NNSA), na konferenciji za novinare 13. decembra.

Tema: Proboj nuklearne energije u Nacionalnom postrojenju za paljenje (NIF) Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) u Kaliforniji.

Direktor Ureda za nauku i tehnologiju Bijele kuće, dr. Arata Prabhakar, najavio je ovo postignuće kao „naučnu prekretnicu“ i „inženjersko čudo za koje se ne može vjerovati“.

“Ova dvojnost unapređenja istraživanja, izgradnje složenih inženjerskih sistema, obje strane uče jedna od druge, ovako radimo velike, teške stvari, a ovo je samo lijep primjer”, dodala je.

Neto dobitak energije iz reakcije fuzije je prvi u ljudskoj istoriji. Dok više istraživanja (a mnogo potrebno je više istraživanja) kako bi se tehnologija učinila repliciranijom, skalabilnom i efikasnijom, to je bitan korak na putu ka čistoj energiji.

A za investitore, to predstavlja decenije prilika koje su zrele za ubiranje.

Šta je nuklearna fuzija?

Nuklearna fuzija uključuje spajanje atoma u jedan, veći atom. Proces generiše ogromne količine energije i ključna je reakcija koja pokreće naše sunce.

Nuklearna fuzija se razlikuje od nuklearne fisije, procesa koji se koristi u nuklearnim elektranama. Fisija razdvaja atome, a ne kombinuje ih, stvarajući opasan radioaktivni otpad u procesu.

Nasuprot tome, nuklearna fuzija je daleko efikasnija, ne stvara gotovo nikakav otpad i otpušta atome vodika koji su lako dostupni u morskoj vodi, umjesto radioaktivnih materijala zakopanih u tlu. To ga čini idealnim kandidatom za napajanje svega, od kuća do proizvodnih pogona...ako se može povećati.

Otkako je fuzija otkrivena prije jednog stoljeća, naučnici su se utrkivali da otključaju i repliciraju mehaniku u laboratoriji. Ali pokretanje reakcije fuzije koja zahtijeva manje energije nego što daje, proces koji se zove paljenje, izbjegao je naučnicima...

Do sada.

Ukratko o nuklearnoj energiji

Proboj nuklearne energije u decembru dogodio se u Nacionalnom postrojenju za paljenje, koje koristi proces nazvan "termonuklearna inercijska fuzija".

U suštini, laserski kompleks vredan 3.5 milijardi dolara ispaljuje 192 lasera na malu kapsulu. Kapsula sadrži dva izotopa vodika koji, kada su bombardirani energijom, isparavaju gotovo odmah. Proces fuzije oslobađa ogromne količine energije.

U prošlosti, ulazna energija iz lasera je daleko premašivala izlaznu energiju iz reakcije fuzije. Ali 5. decembra istraživači su pokušali nešto novo.

Školjka oko kapsule koju su koristili bila je deblja nego u prošlim eksperimentima, što znači da mali nedostaci manje utiču na eksperiment. Ova jednostavna – i neverovatno ponovljiva – promena je omogućila da se desi nešto neverovatno.

Dr. Marvin Adams, zamjenik administratora za odbrambene programe NNSA, opisao je proces na konferenciji za novinare u utorak. Napomenuo je da je proces započeo sferičnim cilindrom koji sadrži malu kapsulu, “oko polovine prečnika BB”.

„192 laserske zrake ušle su sa dva kraja cilindra“, rekao je, „i udarile u unutrašnji zid... Rendgenski zraci sa zida udarili su u sferičnu kapsulu. Fuziono gorivo u kapsuli se stisnulo, počele su reakcije fuzije. Sve se ovo dešavalo ranije, 100 puta ranije. Ali prošle sedmice su po prvi put dizajnirali ovaj eksperiment tako da fuzijsko gorivo ostane dovoljno vruće, dovoljno gusto i dovoljno okruglo dovoljno dugo da se zapali. I proizveo je više energije nego što su laseri deponovali. Oko 2 megadžula unutra, oko 3 megadžula napolju. Dobitak od 1.5.”

Važnost ovog otkrića

Dobitak od 1.5 zvuči malo, a u energetskom smislu jeste. Ali nije bitna veličina reakcije – već da se to dogodilo uopšte.

Proboj nuklearne fuzije 5. decembra bio je kulminacija stoljeća istraživanja, novcanih dolara i neuspjeha. Iako postoji mnogo koraka između današnjeg doba i komercijalne održivosti, bez ovog koraka, fuzija kao izvor energije bila je nešto više od trika naučne fantastike. Danas je to realnost.

A dugoročni potencijal budućnosti teške fuzije je jednostavno zapanjujući. Za razliku od uglja i fosilnih goriva, reakcije fuzije ne stvaraju emisije CO2 ili druge nusproizvode. A budući da radi na vodiku, najzastupljenijem elementu u svemiru, njegov proizvodni potencijal je praktično neograničen.

Sa toliko energije nećemo samo smanjiti svoj otisak emisija – mogli bismo ga preokrenuti.

Neograničena snaga bi omogućila brže, jeftinije i čistije napredovanje svih vrsta tehnologija, od rješenja za klimatske promjene do boljih prijenosnih računala.

Energija fuzije mogla bi ublažiti nestanke energije, postrojenja za prečišćavanje vode i pomoći nam da otkrijemo bolje načine za recikliranje i odlaganje smeća.

Nove tehnologije mogle bi povući CO2 iz atmosfere u velikim razmjerima, ublažavajući klimatske promjene i smanjujući ljudske žrtve uzrokovane zagađenjem.

Tehnologija baterija bi mogla napredovati, omogućavajući masovno usvajanje proizvodnje i skladištenja čiste energije za domove, vozila i drugo.

Na velikim, dugoročnim razmjerima, energija fuzije mogla bi eliminirati ljudske emisije, omogućavajući čistiju, zeleniju, zdraviju planetu – da ne spominjemo, uzvišeniji život za cijelo čovječanstvo.

Ako to zvuči pomalo idealistički, niste u krivu. Ali opet, perspektiva fuzijske energije bila je idealistička prije 50 godina. Ovog mjeseca naučnici su dokazali da je fuzija moguća. Zašto se i druge dugoročne koristi ne mogu ostvariti?

Šta ovo znači za investitore?

Ali prije nego što budućnost fuzije postane stvarnost, energetski prostor zahtijeva više istraživanja i inovacija – dosta toga.

Vrijeme i tehnologija su ključni

Konferencija za novinare otkrila je da je laserski niz koji je pokrenuo proboj nuklearne energije zasnovan na tehnologiji staroj 40 godina. Ne samo da su moderni laseri moćniji, već su i efikasniji – što znači da su veći dobici energije fuzije odmah iza ugla.

Direktor LLNL-a dr. Kim Budil pažljivo je podsjetio novinare i investitore da fuzija nije udaljena četiri sedmice ili čak četiri godine. Proces će potrajati.

"Postoje veoma značajne prepreke, ne samo u nauci, već iu tehnologiji", rekla je ona. “Ovo je jedna zapaljena kapsula jednom, a da biste ostvarili komercijalnu energiju fuzije, morate učiniti mnogo stvari. Morate biti u stanju proizvesti mnogo, mnogo događaja paljenja fuzije u minuti, i morate imati robustan sistem drajvera da biste to omogućili.”

Međutim, ona je takođe optimistična jer je budućnost zasnovana na fuziji nadohvat ruke.

„[To] verovatno nije pet decenija [dalje], što smo govorili“, dodala je ona. “Mislim da to ide u prvi plan. Uz nekoliko decenija istraživanja i ulaganja… moglo bi nas dovesti u poziciju da gradimo elektrane.”

Finansijske investicije mogu potaknuti bržu komercijalizaciju

LLNL se u velikoj mjeri oslanjao na javne grantove i financiranje kako bi proboj nuklearne energije postao stvarnost. Ali američka sekretarka za energetiku Jennifer Granholm vjeruje da su i privatna i javna istraživanja potrebna da bi se fuzija dogodila.

“Znamo da je postojao veliki interes među privatnom finansijskom zajednicom... i mi to ohrabrujemo,” rekla je ona na konferenciji za novinare u utorak. “Ovo pokazuje da se to može, što je oduvijek bilo pitanje: možete li stići tamo?”

„Taj prag koji je pređen omogućava [naučnicima] da počnu raditi na boljim laserima, efikasnijim laserima, na boljim kapsulama za zadržavanje, itd., [Ovo su] stvari koje su neophodne da bi se omogućilo da se modularizira i prenese u komercijalne razmere.”

Na sreću, privatni sektor se uključuje. Kim Budil je napomenuo da mnoge privatne kompanije istražuju proizvodnju inercijalne fuzije zajedno sa svojom rođakom, magnetnom fuzijom. (Magnetna fuzija koristi tokamak, uređaj u obliku krafne koji koristi jake magnete da ograniči plazmu u određenom obliku.)

Budil vjeruje da je, između magnetne fuzije koja je „malo ispred“ i ovomjesečnog proboja u paljenju, naš trenutni tehnološki „portfolio pristupa zaista odlično mjesto za biti“.

Ona je dodala: „Ove zajednice će se hraniti jedna od druge, učićemo, nastavićemo da unapređujemo ovo polje, a mnoge tehnologije će izrasti iz oba polja pored puta do fuzijske elektrane.”

Iskorišćavanje proboja nuklearne fuzije

Tokom konferencije za novinare, Arata Prabhakar je podijelio trenutak razmišljanja sa publikom.

„Takođe sam razmišljala o tome koliko dugo može biti putovanje od znanja do delanja“, rekla je ona. „Zato što je prošlo stoljeće otkako smo shvatili da je to fuzija [napajanje zvijezda]. I u tom vijeku, bilo je potrebno toliko različitih napretka koji su se na kraju spojili do te mjere da smo tu aktivnost fuzije mogli ponoviti na ovaj kontroliran način u laboratoriju.”

Vrijeme – čak i na skali od decenija – je koncept koji je poznat investitorima. Vrijeme je potrebno da se zaradi novac, uloži novac i vidi rezultat tih ulaganja.

Ako se nuklearna fuzija može dovesti do komercijalnih razmjera, ona predstavlja neograničenu energiju za čovječanstvo – i ogroman potencijal zarade za investitore koji su ostali.

Q.ai je tu da vam pomogne da investirate u tu budućnost i taj potencijal zarade.

Sa našim Clean Tech Kit, naš AI zaokružuje najbolje inovacije zelene energije. Ulaganje u ovaj komplet je brz i lak način da svoj novac uložite u izgradnju bolje budućnosti – i nadamo se da ćete ostvariti neke povrate u tom procesu.

Ulaganje je jednostavno, pametno i zeleno.

I kao što je direktor LLNL-a Kim Budil rekao u utorak, „Naučni i tehnološki izazovi na putu ka fuzijskoj energiji su zastrašujući, ali činiti naizgled nemoguće moguće je kada smo u najboljem stanju.”

Preuzmite Q.ai danas za pristup strategijama ulaganja koje pokreće AI.