Aby zrozumieć, co się stało, zacznijmy od początku. Naukowcy z Krajowa instalacja zapłonowa w Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii pracują nad „syntezą jądrową”, aby uzyskać dużo energii z atomów.
Ale czym jest synteza jądrowa?
Wiemy, że cały wszechświat składa się z atomów, które są bardzo małymi „cząstkami” posiadającymi jądro, które z kolei składa się z innych cząstek (protonów i neutronów) oraz z otaczających je elektronów.
Więc jeśli weźmiesz najmniejszy atom we Wszechświecie, atom wodoru (który składa się tylko z jednego protonu) i zderzysz go z innym atomem wodoru i udaje im się stopić jak dwa klopsiki, powstaje nowy atom🇧🇷
co daje początek pierwiastkowi chemicznemu zwanemu helem. Z tej fuzji wydobywa się ogromna ilość energii.
Po prostu czysta energia z syntezy jądrowej
Energia wytwarzana w postaci ciepła może przekształcić wodę w parę, która z kolei może napędzać turbiny wytwarzające energię elektryczną, podobnie jak para wytwarzana podczas spalania paliwa jest obecnie wykorzystywana z paliw kopalnych (gazu, ropy naftowej, węgla).
Fuzja jądrowa na Słońcu
Weź pod uwagę, że wewnątrz Słońca spala się około 640 milionów ton wodoru na sekundę, a po stopieniu dostarcza 596 milionów ton helu. I reszta? Reszta jest przekształcana w energię, która zalewa również Ziemię.
Nowy eksperyment syntezy jądrowej
Więc człowiek również chciał naśladować to zjawisko, ponieważ na Ziemi jest dużo wodoru (wystarczy pomyśleć, że cała woda składa się z wodoru i tlenu). A potem jest pragnienie uzyskania czystej energii, a dzięki syntezie jądrowej jest to możliwe.🇧🇷
Nie powstają substancje, które mogą podnieść temperaturę naszej atmosfery, jak to się jednak dzieje, gdy spalane są paliwa kopalne i nie powstają nawet odpady nuklearne, czyli substancje emitujące niezwykle niebezpieczne dla człowieka promieniowanie. Jest to więc naprawdę dobry sposób na uzyskanie czystej energii.
To wszystko? Więc to proste!
Niestety nie: problem polega na tym, że w sercu Słońca, gdzie zachodzi fuzja atomów wodoru, panuje temperatura 10 milionów stopni i niewyobrażalne ciśnienie. Tych ciśnień nie jesteśmy w stanie wytworzyć tutaj na Ziemi, dlatego do przeprowadzenia syntezy jądrowej konieczne jest uzyskanie temperatur dochodzących do 100 milionów stopni! Rozumiemy, jakie to trudne, ale jest to możliwe. Jak więc uzyskać te temperatury? Istnieje kilka metod, ale badania koncentrują się w szczególności na dwóch metodach. Zobaczmy je poniżej.
Eksperyment Nifa
Pierwsza metoda, która jest stosowana w laboratoriach National Ignition Facility, wykorzystuje wiązki laserowe, które skupiają się na maleńkim pojemniku z wodorem w celu uzyskania fuzji atomów. Nie wchodząc w liczby, które są niemal science fiction, trzeba powiedzieć, że energia potrzebna do syntezy jądrowej jest ogromna. I to jest nowość w dzisiejszych czasach: po raz pierwszy ilość energii uzyskanej z syntezy jądrowej była większa niż ta używana do włączenia laserów. Test trwał kilka sekund, ale oznaczał, że droga jest prawidłowa.
Wow! Czy to oznacza, że wkrótce będziemy oświetlać nasze domy energią termojądrową? Nie, nieprędko, to jeszcze potrwa. Na razie wiadomo, że mechanizm działa, ale będziemy musieli znaleźć sposób na utrzymanie energii syntezy jądrowej przez długi czas. w tym eksperymencie uzyskano energię z syntezy atomów na zaledwie kilka sekund. Będziesz musiał uczyć się, jak wytwarzać energię godzinami i całymi dniami, potem będziesz musiał budować eksperymentalne elektrownie, a dopiero potem możesz budować elektrownie, które będą wytwarzać energię do zasilania sieci elektrycznych. Jak długo? Trudno powiedzieć: jeśli chcemy być optymistami, możemy powiedzieć, że za około 25 lat, ale bardziej prawdopodobne jest, że będziemy musieli poczekać jeszcze 40 lat.
Jaka jest druga metoda wytwarzania fuzji?
Drugi nie używa laserów do łączenia atomów wodoru, ale samochód
gigantyczny kształt pączkagdzie atomy wodoru obracają się
wewnątrz pączka, aż osiągną odpowiednią prędkość
zderzają się łączą się ze sobą.
Jakie są trudności?
Po pierwsze jest to konieczne znowu ogromna ilość energii przyspieszać atomy, a do tego potrzebuję bardzo silnych magnesów. Dla uproszczenia powiedzmy tak niezwykle silne magnesy przyciągają i popychają atomy wodoru, powodując ich obracanie się wewnątrz „pączka”. Następnie musimy zadbać o to, aby atomy nie zderzyły się ze ściankami pączka, w przeciwnym razie stracą energię i fuzja może nie nastąpić. Ten pączek nazywa się Tokamak. Maszyna tego typu, nazwana ITER, budowana jest we Francji, w Caradashe, gdzie wiele krajów (Europa, Stany Zjednoczone, Japonia, Korea Południowa, Kanada) ma nadzieję na uzyskanie dobrych wyników w najbliższej dekadzie.