Nauka: Trenutak za istoriju - američki stručnjaci napravili veliki korak ka nuklearnoj fuziji

 

Fizičari su decenijama istraživali ovu tehnologiju jer obećava potencijalni izvor skoro neograničene čiste energije.

 

IZVOR: BBC UTORAK, 13.12.2022. | 17:22

 

Američki naučnici saopštili su da su ostvarili veliki napredak u pokušajima da rekonstruišu nuklearnu fuziju.

Fizičari su decenijama istraživali ovu tehnologiju jer obećava potencijalni izvor skoro neograničene čiste energije.

Istraživači su u utorak potvrdili da su prevazišli veliku prepreku - proizvodnju više energije iz eksperimenta fuzije nego što je uloženo.

Ali stručnjaci kažu da još daleko trenutak kada će fuzija moći da napaja domove.

Eksperiment je održan u Nacionalnom postrojenju za paljenje u laboratoriji Lorens Livermor (LLNL) u Kaliforniji.

Nuklearna fuzija je opisana kao "sveti gral" proizvodnje energije.

Deluje tako što uzima parove lakih atoma i spaja ih - ova "fuzija" oslobađa mnogo energije.

To je suprotno od nuklearne fisije, gde se teški atomi razdvajaju.

Fisija je tehnologija koja se trenutno koristi u nuklearnim elektranama, ali proizvodi mnogo otpada koji nastavlja da zrači i dugo vremena posle.

Može biti opasno i mora se bezbedno čuvati.

Nuklearna fuzija proizvodi daleko više energije i samo male količine kratkotrajnog radioaktivnog otpada.

I što je važno, proces ne stvara emisije gasova staklene bašte i stoga ne doprinosi klimatskim promenama.

Ali jedan od izazova je da održavanje elemenata zajedno u fuziji zahteva izuzetno visoku temperature i veliki pritisak.

Do sada, nijedan eksperiment nije uspeo da proizvede više energije od količine koja je uložena da bi funkcionisao.

Nacionalno postrojenje za paljenje u Kaliforniji je eksperiment vredan 3,5 milijardi dolara (2,85 milijardi funti).

Tu se mala količina vodonika stavlja u kapsulu veličine zrna bibera.

Zatim se moćni laser sa 192 zraka koristi za zagrevanje i kompresiju vodoničnog goriva.

Laser je toliko jak da može da zagreje kapsulu do 100 miliona stepeni Celzijusa - temperature više od one u središtu Sunca, i da je kompresuje na 100 milijardi puta više od Zemljine atmosfere.

Pod ovim silama kapsula počinje da implodira, primoravajući atome vodonika da se stapaju i oslobađaju energiju.

"Fuzija je uzbuđivala naučnike još otkako su otkrili šta uzrokuje da Sunce sija", kaže Melani Vindridž, izvršna direktorka kompanije Fjužn enerdži insajt (Fusion Energy Insights).

"Ovi rezultati nas zaista stavljaju na put komercijalizacije tehnologije", dodaje ona za BBC.

Džeremi P. Čitenden, profesor fizike i kodirektor Centra za studije inercijalne fuzije na Imperijal koledžu u Londonu, ovaj slučaj naziva "trenutkom istinskog proboja" koji dokazuje da se "sveti gral fuzije zaista može pronaći".

Taj stav ponavljaju fizičari širom sveta, hvaleći rad međunarodne naučne zajednice.

Đanluka Gregori, profesor fizike na Univerzitetu u Oksfordu, navodi da je "današnji uspeh zasnovan na radu mnogih naučnika u SAD, Velikoj Britaniji i širom sveta".

"Ovim postignućem, ne samo da je energija fuzije otključana, već se otvaraju vrata nove nauke", izjavio je Gregori.

Međutim, uprkos velikom napretku, profesor Čitenden kaže za BBC da treba još mnogo da se uradi da bi se nuklearna fuzija koristila za napajanje domova.

Eksperiment je bio u stanju da proizvede samo dovoljno energije da prokuva oko 10-15 kotlića, a da bi se to dogodilo uložene su milijarde dolara.

"Ako želimo da pokrenemo elektranu [u rad], možda ćemo morati da izvodimo ove eksperimente jednom u sekundi, a trenutno je neophodan čitav jedan dan između eksperimenata", navodi Čitenden.

I iako u eksperimentu napravljeno više energije nego što je laser u njega uneo, to ne uključue energiju potrebnu da laseri rade.

Ona je i dalje daleko veća od količine energije koju je proizveo vodonik u eksperimentu.

Analiza Robeke Morele

Urednica iz oblasti nauke

Količina energije koju su generisali u ovom eksperimentu je mala - taman dovoljna da prokuva nekoliko kotlića.

Ali ono što taj trenutak predstavlja je od velike važnosti za naučnike koji su toliko dugo radili na ovoj tehnologiji - i za sve nas.

Obećanje budućnosti zasnovane na fuziji je korak bliže, ali - a to ali uvek postoji kod ovakvih otkrića - dug je put pre nego što sve ovo postane stvarnost.

Ovaj eksperiment pokazuje da nauka funkcioniše.

Sada ga treba ponoviti, usavršiti, a količina energije koju generiše moraće da se značajno poveća.

 

 

***

Komentar

***

 

 

Veliki je to korak, ali ipak malo skromnosti nije na odmet. Energija, koju Sunce zrači u 1 sek veća je od celokupnog iznosa energije koju je čovečanstvo potrošilo u svojoj istoriji. Hiljadama godina su ljudi verovali  da Sunce dobija svoju energiju iz nekog  hemijskog procesa "izgaranja". Ta je ideja tek u 19 veku bila napuštena jer je vodila ka apsurdnim posledicama. Kelvin i Helmholc su zato predložili objašnjenje koje se zasniva na gravitaciji; iako je ta teorija ispravna (mogla je objasniti izvor energije 10 000 puta veći od bilo kojeg oblika hemijskog izgaranja) i ona je vodila apsurdnim posledicama – prečnik Sunca bi se vidno smanjio za period od svega nekoliko miliona godina.  Kasnije su nuklearna i kvantna mehanika razvile ideje o tome da je Sunce zapravo dzinovski termonuklearni reaktor. Nuklearni procesi po proizvodnji energije mogu biti oko sto miliona puta snažniji od hemijskih procesa. Energija oslobođena u većini nuklearnih reakcija je mnogo veća od energije hemijskih reakcija, zato što je energija veze koja veže skupa nukleone u jezgru znatno veća od energije koja veže elektrone oko jezgra atoma. Od nas, a ne od boga ili đavola, zavisi šta ćemo "izabrati", naša "sudbina" nigde nije određena, mi je određujemo svojim činjenjem ili ne činjenjem. Naporedo sa ovim eksperimentima, nauka mora dalje da se razvija, možda će nam neka nova buduća "XY" fizička teorija dati  bolje "približenje" kako radi Sunce. Shodno tome možda će se iz toga izroditi neka nova tehnologija koju možemo sa manje energije brže ralizovati.

 

Zoran Stokić

14.12.2022.