Майбутнє чистої безмежної енергії

Ключові вивезення

• 5 грудня американські вчені з National Ignition Facility в Каліфорнії виробили більше енергії в результаті реакції ядерного синтезу, ніж вони витратили
• Результатом експерименту є величезний прорив у ядерній енергетиці в столітньому пошуку, щоб розблокувати силу сонця на землі
• Завдяки додатковим дослідженням і фінансовим інвестиціям дослідники вважають, що протягом чотирьох десятиліть ми зможемо виробляти 100% чисту необмежену енергію

«Понеділок, 5 грудня 2022 року, був важливим днем ​​у науці».

Це заниження було зроблено Джилл Грубі, заступником секретаря Національного управління ядерної безпеки (NNSA), на прес-конференції 13 грудня.

Тема: Прорив у ядерній енергетиці в Національній запалювальній установці (NIF) Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса (LLNL) у Каліфорнії.

Директор Управління наукової та технологічної політики Білого дому д-р Арата Прабхакар оголосив це досягнення «науковою віхою» та «інженерним дивом, у яке неможливо повірити».

«Ця подвійність просування досліджень, створення складних інженерних систем, обидві сторони навчаються одна в одної, ось як ми робимо справді великі, складні речі, і це просто прекрасний приклад», — додала вона.

Чистий приріст енергії від реакції синтезу є першим в історії людства. Хоча додаткові дослідження (а багато необхідні додаткові дослідження), щоб зробити технологію відтворюваною, масштабованою та більш ефективною, це важливий крок на шляху до чистої енергії.

А для інвесторів це означає десятиліття можливостей, які дозріли для використання.

Що таке ядерний синтез?

Ядерний синтез передбачає об’єднання атомів в один більший атом. Цей процес генерує величезну кількість енергії та є основною реакцією, яка рухає наше сонце.

Ядерний синтез відрізняється від ядерного поділу, процесу, який використовується на атомних електростанціях. Поділ розщеплює атоми, а не об’єднує їх, утворюючи в процесі небезпечні радіоактивні відходи.

Навпаки, ядерний синтез набагато ефективніший, майже не утворює відходів і витрачає атоми водню, легко доступні в морській воді, а не радіоактивні матеріали, поховані в землі. Це робить його ідеальним кандидатом для живлення всього, починаючи від будинків і закінчуючи виробничими підприємствами… якщо його можна масштабувати.

Відколи термоядерний синтез був відкритий століття тому, вчені поспішали розблокувати та відтворити механіку в лабораторії. Але запуск реакції термоядерного синтезу, яка вимагає менше енергії, ніж вона виділяє, процес, який називається запалюванням, уникнув вчених...

До цих пір

Коротко про ядерно-енергетичний прорив

Грудневий ядерний енергетичний прорив стався на Національному заводі запалювання, який використовує процес під назвою «термоядерний інерційний синтез».

По суті, лазерний комплекс вартістю 3.5 мільярда доларів вистрілює 192 лазерами в крихітну капсулу. Капсула містить два ізотопи водню, які під час бомбардування енергією майже миттєво випаровуються. У процесі термоядерного синтезу виділяється величезна кількість енергії.

У минулому енергія, що надходить від лазерів, значно перевищувала енергію, що надходить від реакції синтезу. Але 5 грудня дослідники спробували щось нове.

Оболонка навколо капсули, яку вони використовували, була товстішою, ніж у попередніх експериментах, що означає, що невеликі дефекти менше впливають на експеримент. Ця проста – і неймовірно відтворювана – зміна дозволила статися чомусь неймовірному.

Доктор Марвін Адамс, заступник адміністратора NNSA з оборонних програм, описав процес на прес-конференції у вівторок. Він зазначив, що процес почався зі сферичного циліндра, який містив маленьку капсулу, «приблизно половину діаметра BB».

«192 лазерні промені вийшли з обох кінців циліндра, - сказав він, - і вдарили по внутрішній стінці... Рентгенівські промені від стінки падають на сферичну капсулу. Термоядерне паливо в капсулі стиснулося, почалися термоядерні реакції. Це все було раніше, 100 разів. Але минулого тижня вони вперше розробили цей експеримент таким чином, щоб термоядерне паливо залишалося достатньо гарячим, достатньо щільним і достатньо круглим протягом достатньо тривалого часу, щоб спалахнути. І він виробляв більше енергії, ніж виділили лазери. Приблизно 2 мегаджоулі всередину, приблизно 3 мегаджоулі назовні. Приріст 1.5».

Важливість цього прориву

Приріст у 1.5 звучить невелико, і з точки зору енергії це так. Але важливий не розмір реакції, а те, що це сталося взагалі.

Прорив у ядерному синтезі 5 грудня став кульмінацією століття досліджень, фінансування доларів і невдач. Хоча між сьогоднішнім днем ​​і комерційною життєздатністю є багато кроків, без цього кроку термоядерний синтез як джерело енергії був не більш ніж науково-фантастичним трюком. Сьогодні це реальність.

І довгостроковий потенціал майбутнього, повного термоядерного синтезу, просто приголомшливий. На відміну від вугілля та викопного палива, реакції термоядерного синтезу не призводять до викидів CO2 чи інших побічних продуктів. А оскільки він працює на водні, найпоширенішому елементі у Всесвіті, його потенціал виробництва практично безмежний.

Маючи таку кількість енергії, ми не просто зменшимо наш слід викидів – ми можемо змінити його.

Необмежена потужність дасть змогу швидше, дешевше та чистіше розвивати всі види технологій, від рішень щодо зміни клімату до кращих ноутбуків.

Енергія термоядерного синтезу може зменшити відключення електроенергії, забезпечити живлення очисних установок і допомогти нам знайти кращі способи переробки та утилізації сміття.

Нові технології можуть витягувати CO2 з атмосфери в масштабах, пом’якшуючи зміну клімату та зменшуючи людські жертви, спричинені забрудненням.

Технологія акумуляторів може прогресувати, дозволяючи масово запровадити виробництво та зберігання чистої енергії для будинків, транспортних засобів тощо.

У великому, довгостроковому масштабі, енергія термоядерного синтезу може усунути викиди людства, дозволяючи створити чистішу, зеленішу та здоровішу планету – не кажучи вже про високі умови життя для всього людства.

Якщо це звучить трохи ідеалістично, ви не помиляєтеся. Але знову ж таки, 50 років тому перспектива термоядерної енергії була ідеалістичною. Цього місяця вчені довели, що термоядерний синтез можливий. Чому інші довгострокові переваги також не можуть здійснитися?

Що це означає для інвесторів?

Але перш ніж майбутнє термоядерного синтезу стане реальністю, енергетичний простір потребує більшої кількості досліджень та інновацій.

Час і технології є ключовими

Під час прес-конференції було виявлено, що лазерна матриця, яка забезпечила прорив у ядерній енергетиці, базується на технології 40-річної давності. Сучасні лазери не тільки потужніші, але й ефективніші, а це означає, що не за горами не за горами більший приріст енергії термоядерного синтезу.

Директор LLNL д-р Кім Буділ обережно нагадав журналістам та інвесторам, що до термоядерного синтезу залишилося не чотири тижні чи навіть чотири роки. Процес займе час.

«Існують дуже значні перешкоди не лише в науці, а й у технології», – сказала вона. «Це одна запалювана капсула один раз, і щоб реалізувати комерційну термоядерну енергію, вам потрібно зробити багато речей. Ви повинні бути в змозі створювати багато-багато подій термоядерного запалювання за хвилину, і ви повинні мати надійну систему драйверів, щоб увімкнути це».

Однак вона також налаштована оптимістично, оскільки майбутнє, яке працює на термоядерному синтезі, цілком можливо.

«[Це], мабуть, не через п’ять десятиліть, як ми звикли говорити», – додала вона. «Я думаю, що це виходить на перший план. Кілька десятиліть досліджень та інвестицій… могли б дати нам можливість будувати електростанції».

Фінансові інвестиції можуть прискорити комерціалізацію

LLNL значною мірою покладався на державні гранти та фінансування, щоб зробити прорив у галузі ядерної енергії реальністю. Але міністр енергетики США Дженніфер Гранхолм вважає, що для здійснення термоядерного синтезу потрібні як приватні, так і державні дослідження.

«Ми знаємо, що співтовариство приватного фінансування виявило величезний інтерес… і ми це підтримуємо», — сказала вона на прес-конференції у вівторок. «Це показує, що це можна зробити, що завжди було питанням: чи зможете ви туди потрапити?»

«Подолання цього порогу дозволяє [науковцям] почати працювати над кращими лазерами, ефективнішими лазерами, кращими захисними капсулами тощо. [Це] речі, необхідні для того, щоб це було модульно та виведено в комерційний масштаб».

На щастя, приватний сектор підключається. Кім Буділ зазначив, що багато приватних компаній досліджують виробництво інерційного синтезу поряд із його двоюрідним братом, магнітним синтезом. (У магнітному синтезі використовується токамак, пристрій у формі бублика, який використовує сильні магніти для утримання плазми в певній формі.)

Буділ вважає, що, незважаючи на те, що магнітний синтез «трохи попереду» та прорив у запалюванні цього місяця, наш поточний технологічний «портфель підходів є справді чудовим місцем».

Вона додала: «Ці спільноти живитимуть одна одну, ми будемо вчитися, ми продовжуватимемо розвивати цю сферу, і багато технологій виростуть з обох сфер на додаток до шляху до термоядерної електростанції».

Використовуйте прорив у ядерному синтезі

Під час прес-конференції Арата Прабхакар поділився з аудиторією моментом роздумів.

«Я також розмірковувала про те, як довго може тривати шлях від знання до виконання», — сказала вона. «Тому що минуло століття, відколи ми зрозуміли, що це був термоядерний синтез [живить зірки]. І в тому столітті знадобилося стільки різноманітних досягнень, які зрештою об’єдналися до того, що ми змогли відтворити цю активність термоядерного синтезу таким керованим способом у лабораторії».

Час – навіть у масштабі десятиліть – це поняття, з яким знайомі інвестори. Потрібен час, щоб заробити гроші, інвестувати гроші та побачити результати цих інвестицій.

Якщо ядерний синтез можна вивести в комерційні масштаби, це означає необмежену енергію для людства – і величезний потенціал прибутку для інвесторів, які залишилися тут.

Q.ai тут, щоб допомогти вам інвестувати в це майбутнє та потенціал прибутку.

З нашої Набір чистих технологій, наш штучний інтелект збирає найкращі інновації в галузі екологічної енергетики. Інвестування в цей набір — це швидкий і простий спосіб витратити свої гроші на створення кращого майбутнього — і, сподіваємось, отримати від цього певну віддачу.

Це інвестувати легко, розумно та екологічно.

І як сказав у вівторок директор LLNL Кім Буділ: «Наукові та технологічні виклики на шляху до термоядерної енергії лякають, але зробити те, що здається неможливим, можливим можна, коли ми досягаємо найкращих результатів».

Завантажте Q.ai сьогодні для доступу до інвестиційних стратегій на основі ШІ.