Fusion '101' - למה זה חשוב לשינויי אקלים ובלוני מזג אוויר?

יש דברים במדע שהם פשוט מגניבים. אחרים מגניבים ועלולים לשנות חיים. השבוע הודיע ​​משרד האנרגיה האמריקאי שאחת המעבדות שלו, לורנס ליברמור הלאומית (LLNL), השיגה משהו שנקרא הצתת היתוך. בואו נפרט מה זה אומר ולמה זה חשוב לשינויי האקלים.

מחלקת האנרגיה בידיעה שהונפקה לתקשורת אמר, "ב-5 בדצמבר, צוות במתקן ההצתה הלאומי של LLNL (NIF) ערך את ניסוי ההיתוך המבוקר הראשון בהיסטוריה כדי להגיע לציון דרך זה, הידוע גם בשם שוויון אנרגיה מדעי, כלומר הפיק יותר אנרגיה מהיתוך מאשר אנרגיית הלייזר המשמשת כדי לנהוג בו." היתוך הוא אותו תהליך שבו השמש מייצרת אנרגיה. במשך עשרות שנים, מדענים ביקשו לשחזר את המנגנון במעבדות, אך הוא היה חמקמק. ד"ר אראטי פרבהקר, היועץ הראשי של הנשיא למדע וטכנולוגיה ומנהל המשרד למדיניות מדע וטכנולוגיה בבית הלבן ציין, "יש לנו הבנה תיאורטית של היתוך במשך יותר ממאה שנה, אבל המסע מהידיעה לעשייה יכול להיות ארוך ומפרך. אבן הדרך של היום מראה מה אנחנו יכולים לעשות עם התמדה”.

אז למה זה משנה לשינויי האקלים? היתוך מתרחש כאשר שני גרעינים קלים יותר, (במקרה זה מימן) משולבים לייצור גרעין כבד יותר (כמו הליום). במהלך תהליך זה משתחררת כמות משמעותית של אנרגיה נקייה. ההודעה לעיתונות של משרד האנרגיה המשיכה ואמרה, "ההישג ההיסטורי, הראשון מסוגו, יספק יכולת חסרת תקדים לתמוך בתוכנית ה-Stockpile Stewardship של NNSA ויספק תובנות שלא יסולא בפז לגבי הסיכויים של אנרגיית היתוך נקייה, שתהיה משחק -מחליף למאמצים להשיג את מטרתו של הנשיא ביידן של כלכלה ללא אפס פחמן".

הכרזה זו היא משנה משחק עבור קהילות מדע, טכנולוגיה והנדסה. עם זאת, חשוב לכייל ציפיות. אנחנו עדיין צפויים שנים עד עשרות שנים מחיקוי כוחה של השמש על סולמות גדולות מספיק לספק את צורכי האנרגיה הנוכחיים. הניסוי הזה הפיק מספיק אנרגיה שנצברו נטו כדי להרתיח כמה ליטרים של מים, אבל זו לא הנקודה המרגשת. הנקודה היא שיותר אנרגיה הופקה כפלט מאשר נמסרה כקלט. זכור שהמטוס הראשון לא היה מטוס דרימליינר של בואינג והטלפונים הניידים הראשונים דרשו אימון קטן כדי להרים.

עם זאת, זה מאוד מפתה ומקווה לחזות במשק אנרגיה נקי מפליטות, זיהום אוויר או פסולת רדיואקטיבית. אספקת הדלק להיתוך היא מימן. מימן נמצא בשפע מאוד. כשאתם קוראים את זה, אתם אולי שואלים במה שונה היתוך מביקוע בתחנות כוח גרעיניות. ה אתר האינטרנט של הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית אומר, "ביקוע מפצל יסוד כבד (בעל מסה אטומית גבוהה) לרסיסים; בעוד היתוך מצטרף לשני יסודות קלים (עם מספר מסה אטומית נמוך), ויוצרים יסוד כבד יותר." שני התהליכים משחררים אנרגיה, אך היתוך אינו מייצר פסולת רדיואקטיבית. הוא מייצר הליום אינרטי (שאפשר להשתמש בו בבלוני מזג אוויר אגב). היתוך גם לא מייצר תגובות שרשרת שהן מאפיינים של תאונות גרעיניות וגם לא ממש כדאי לייצור נשק.

אולי עכשיו אתה מבין למה מדענים מסוחררים.