Oamenii de știință de la Lawrence Livermore National Laboratory’s National Ignition Facility din SUA au făcut istorie prin producerea cu succes a unei reacții de fuziune nucleară care a rezultat într-un câștig net de energie, o descoperire salutată de oficialii americani drept o „realizare de reper” și o „piatră de hotar pentru viitorul energiei curate”.
Iată ce trebuie să știți despre această nouă formă de energie nucleară care ar putea în cele din urmă să vă aprindă luminile și să vă ajute să puneți capăt dependenței de combustibilii fosili.
Ce este fuziunea nucleară și de ce contează?
Fuziunea nucleară este un proces creat de om care reproduce aceeași energie care alimentează soarele. Fuziunea nucleară are loc atunci când doi sau mai mulți atomi sunt fuzionați într-unul mai mare, un proces care generează o cantitate masivă de energie sub formă de căldură.
Oamenii de știință din întreaga lume au studiat fuziunea nucleară de zeci de ani, sperând să o recreeze cu o nouă sursă care furnizează energie nelimitată, fără carbon - fără deșeurile nucleare create de reactoarele nucleare actuale. Proiectele de fuziune folosesc în principal elementele deuteriu și tritiu – ambele fiind izotopi ai hidrogenului.
Deuteriul dintr-un pahar cu apă, cu puțin tritiu adăugat, ar putea alimenta o casă timp de un an. Tritiul este mai rar și mai dificil de obținut, deși poate fi produs sintetic.
„Spre deosebire de cărbune, ai nevoie doar de o cantitate mică de hidrogen și este cel mai abundent lucru găsit în univers”, a declarat pentru CNN Julio Friedmann, om de știință șef la Carbon Direct și fost tehnolog șef energetic la Lawrence Livermore. „Hidrogenul se găsește în apă, așa că lucrurile care generează această energie sunt nelimitate și sunt curate.”
Prin ce diferă fuziunea de fisiunea nucleară?
Când oamenii se gândesc la energia nucleară, le pot veni în minte turnuri de răcire și nori care seamănă cu ciuperci. Dar fuziunea este cu totul diferită.
În timp ce fuziunea fuziona doi sau mai mulți atomi împreună, fisiunea este opusul; este procesul de scindare a unui atom mai mare în doi sau mai mulți atomi mai mici. Fisiunea nucleară este tipul de energie care alimentează astăzi reactoarele nucleare din întreaga lume. La fel ca fuziunea, căldura creată din scindarea atomilor este, de asemenea, folosită pentru a genera energie.
Nuclearul este o sursă de energie cu emisii zero, potrivit Departamentului de Energie. Dar produce deșeuri radioactive volatile care trebuie depozitate în siguranță și prezintă riscuri de siguranță. Topiri nucleare, deși rare, au avut loc de-a lungul istoriei cu rezultate cuprinzătoare și mortale, cum ar fi la reactoarele Fukushima și Cernobîl.
Fuziunea nucleară nu prezintă aceleași riscuri de siguranță, iar materialele utilizate pentru alimentarea acesteia au un timp de înjumătățire mult mai scurt decât fisiunea.
Cum ar putea energia de fuziune nucleară să aprindă în cele din urmă luminile în casa ta?
Există două moduri principale de a genera fuziunea nucleară, dar ambele au același rezultat. Fuzionarea a doi atomi creează o cantitate extraordinară de căldură, care deține cheia producerii de energie. Căldura poate fi folosită pentru a încălzi apa, a crea abur și a transforma turbinele pentru a genera energie - la fel cum fisiunea nucleară generează energie.
Marea provocare a valorificării energiei de fuziune este menținerea acesteia suficient de mult încât să poată alimenta rețelele electrice și sistemele de încălzire din întreaga lume. Descoperirea de succes din SUA este o mare afacere, dar este încă la o scară mult mai mică decât ceea ce este necesar pentru a genera suficientă energie pentru a conduce o centrală electrică, dar apoi zeci de mii de centrale electrice.
Este pentru prima dată când oamenii de știință au produs cu succes o reacție de fuziune nucleară care are ca rezultat un câștig net de energie, în loc să se întrerupă așa cum au făcut experimentele anterioare.
Deși sunt mai mulți pași de făcut până când acest lucru poate fi viabil din punct de vedere comercial, este esențial ca oamenii de știință să demonstreze că pot crea mai multă energie decât au început. Altfel, nu are prea mult sens ca acest proiect să fie dezvoltat.
Mai multe proiecte de fuziune sunt în SUA, Marea Britanie și Europa. Franța găzduiește Reactorul Termonuclear Experimental Internațional, la care colaborează treizeci și cinci de țări – inclusiv membrii principali China, Statele Unite, Uniunea Europeană, Rusia, India, Japonia și Coreea de Sud.
În SUA, o mare parte a lucrărilor se desfășoară la National Ignition Facility de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California, într-o clădire care se întinde pe dimensiunea a trei terenuri de fotbal.
Proiectul National Ignition Facility creează energie din fuziunea nucleară prin ceea ce este cunoscut sub numele de „fuziune inerțială termonucleară”. În practică, oamenii de știință americani trag peleți care conțin hidrogen într-o serie de aproape 200 de lasere, creând, în esență, o serie de explozii repetate, extrem de rapide, cu o rată de 50 de ori pe secundă. Energia colectată din neutroni și particulele alfa este extrasă sub formă de căldură.
În Marea Britanie și în proiectul ITER din Franța, oamenii de știință lucrează cu mașini uriașe în formă de gogoși echipate cu magneți giganți numiți tokamak pentru a încerca să genereze același rezultat. După ce combustibilul este introdus în tokamak, magneții acestuia sunt porniți și temperaturile din interior cresc exponențial pentru a crea plasmă.
Plasma trebuie să atingă cel puțin 150 de milioane de grade Celsius, de 10 ori mai fierbinte decât miezul soarelui. Neutronii scapă apoi din plasmă, lovind o „pătură” care căptușește pereții tokamakului și transferându-și energia cinetică sub formă de căldură.
Oamenii de știință și experții trebuie acum să descopere cum să producă mult mai multă energie din fuziunea nucleară la o scară mult mai mare.
În același timp, trebuie să-și dea seama cum să reducă în cele din urmă costul fuziunii nucleare, astfel încât să poată fi utilizată în comerț.
Oamenii de știință vor avea nevoie, de asemenea, să recolteze energia produsă prin fuziune și de a o transfera în rețeaua electrică sub formă de electricitate. Va dura ani – și posibil decenii – până când fuziunea va putea produce cantități nelimitate de energie curată, iar oamenii de știință sunt într-o cursă contra cronometru pentru a lupta împotriva schimbărilor climatice.
Comentariul va fi postat dupa aprobare