Fusion '101' - Hvorfor er det viktig for klimaendringer og værballonger?

Noen ting innen vitenskap er bare kule. Andre er kule og potensielt livsendrende. Denne uken kunngjorde det amerikanske energidepartementet at et av laboratoriene deres, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), oppnådde noe som kalles fusjonsantenning. La oss bryte ned hva det betyr og hvorfor det er viktig for klimaendringene.

Institutt for energi pressemelding sa: "Den 5. desember gjennomførte et team ved LLNLs National Ignition Facility (NIF) det første kontrollerte fusjonseksperimentet i historien for å nå denne milepælen, også kjent som vitenskapelig energi breakeven, noe som betyr at den produserte mer energi fra fusjon enn laserenergien som ble brukt til å kjøre den." Fusjon er den samme prosessen som solen produserer energi ved. I flere tiår har forskere forsøkt å reprodusere mekanismen i laboratorier, men den har vært unnvikende. Dr. Arati Prabhakar, presidentens sjefsrådgiver for vitenskap og teknologi og direktør for Det hvite hus kontor for vitenskap og teknologipolitikk bemerket: "Vi har hatt en teoretisk forståelse av fusjon i over et århundre, men reisen fra å vite til å gjøre kan være lang og slitsom. Dagens milepæl viser hva vi kan gjøre med utholdenhet.»

Så hvorfor har dette betydning for klimaendringene? Fusjon skjer når to lettere kjerner, (i dette tilfellet hydrogen) kombineres for å produsere en enkelt tyngre kjerne (som helium). Under denne prosessen frigjøres en betydelig mengde ren energi. Pressemeldingen fra Department of Energy fortsatte med å si: "Denne historiske, første av sitt slag vil gi enestående evne til å støtte NNSAs Stockpile Stewardship Program og vil gi uvurderlig innsikt i utsiktene til ren fusjonsenergi, som ville være et spill -changer for innsatsen for å nå president Bidens mål om en netto-null karbonøkonomi.»

Denne kunngjøringen er en game-changer for vitenskap, teknologi og ingeniørmiljøer. Det er imidlertid viktig å kalibrere forventningene. Vi er fortsatt sannsynligvis år til tiår fra å etterligne solens kraft på skalaer som er store nok til å gi dagens energibehov. Dette eksperimentet produserte nok netto vunnet energi til koke et par liter vann, men det er ikke det spennende poenget. Poenget er at det ble produsert mer energi som output enn levert som input. Husk at det første flyet ikke var en Boeing Dreamliner, og de første mobiltelefonene krevde en liten treningsøkt for å løfte.

Det er imidlertid veldig forlokkende og håpefullt å se for seg en energiøkonomi som er fri for utslipp, luftforurensning eller radioaktivt avfall. Drivstofftilførselen for fusjon er hydrogen. Hydrogen er svært rikelig. Når du leser dette, spør du kanskje hvordan fusjon skiller seg fra fisjon i kjernekraftverk. De Det internasjonale atomenergibyråets nettsted sier: «Fisjon splitter et tungt grunnstoff (med et høyt atommassetall) i fragmenter; mens fusjon forener to lette elementer (med et lavt atommassetall), og danner et tyngre grunnstoff." Begge prosessene frigjør energi, men fusjon produserer ikke radioaktivt avfall. Den produserer inert helium (som forresten kan brukes i værballonger). Fusjon produserer heller ikke kjedereaksjoner som er kjennetegn ved atomulykker og er egentlig heller ikke levedyktig for våpenproduksjon.

Kanskje ser du nå hvorfor forskere er svimmel.