مستقبل طاقة نظيفة بلا حدود

الوجبات الرئيسية

• في 5 كانون الأول (ديسمبر) ، أنتج العلماء الأمريكيون في منشأة الإشعال الوطنية في كاليفورنيا طاقة من تفاعل الاندماج النووي أكثر مما وضعوه في
• والنتيجة التجريبية هي اختراق هائل للطاقة النووية في مسعى دام قرنًا من الزمان لإطلاق قوة الشمس على الأرض
• مع المزيد من الأبحاث والاستثمارات المالية ، يعتقد الباحثون أننا في غضون أربعة عقود من إنتاج طاقة نظيفة وغير محدودة بنسبة 100٪

"كان يوم الاثنين ، 5 كانون الأول (ديسمبر) 2022 ، يومًا مهمًا في العلوم."

تم تسليم هذا التقليل من قبل جيل هروبي ، وكيل وزارة الإدارة الوطنية للأمن النووي (NNSA) ، في مؤتمر صحفي في 13 ديسمبر.

الموضوع: طفرة في الطاقة النووية في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) مرفق الإشعال الوطني (NIF) في كاليفورنيا.

وقد أشاد مدير مكتب سياسات العلوم والتكنولوجيا بالبيت الأبيض ، الدكتور أراتا برابهاكار ، بالإنجاز باعتباره "معلمًا علميًا" و "أعجوبة هندسية لا تصدق".

وأضافت: "هذه الازدواجية في تطوير البحث ، وبناء الأنظمة الهندسية المعقدة ، يتعلم كلا الجانبين من بعضهما البعض ، هذه هي الطريقة التي نقوم بها بأشياء كبيرة وصعبة ، وهذا مجرد مثال جميل".

كسب الطاقة الصافي من تفاعل الاندماج هو الأول في تاريخ البشرية. في حين أن المزيد من البحث (أ الكثير مزيد من البحث) لجعل التكنولوجيا قابلة للتكرار وقابلة للتطوير وأكثر كفاءة ، إنها خطوة أساسية على طريق الطاقة النظيفة.

وبالنسبة للمستثمرين ، يمثل ذلك عقودًا من الفرص الناضجة للقطف.

ما هو الاندماج النووي؟

يتضمن الاندماج النووي دمج الذرات في ذرة واحدة أكبر. تولد العملية كميات هائلة من الطاقة ، وهي التفاعل الأساسي الذي يحرك شمسنا.

يختلف الاندماج النووي عن الانشطار النووي ، العملية المستخدمة في محطات الطاقة النووية. يقسم الانشطار الذرات ، بدلاً من تجميعها ، مما ينتج عنه نفايات مشعة خطيرة في هذه العملية.

على النقيض من ذلك ، يعتبر الاندماج النووي أكثر كفاءة بكثير ، ولا يولد أي نفايات تقريبًا ، ويتخلص من ذرات الهيدروجين المتوفرة بسهولة في مياه البحر ، بدلاً من المواد المشعة المدفونة في الأرض. هذا يجعلها المرشح المثالي لتشغيل كل شيء من المنازل إلى المصانع ... إذا كان من الممكن توسيع نطاقها.

منذ اكتشاف الاندماج قبل قرن من الزمان ، تسابق العلماء لفتح وتكرار الميكانيكا في المختبر. لكن تشغيل تفاعل الاندماج الذي يتطلب طاقة أقل مما يخمد ، وهي عملية تسمى الاشتعال ، قد استعصت على العلماء ...

الى الآن.

اختراق الطاقة النووية باختصار

حدث اختراق الطاقة النووية في ديسمبر في منشأة الإشعال الوطنية ، والتي تستخدم عملية تسمى "الاندماج بالقصور الذاتي الحراري".

في الأساس ، يقوم مجمع الليزر الذي تبلغ تكلفته 3.5 مليار دولار بإطلاق 192 ليزرًا في كبسولة صغيرة. تحتوي الكبسولة على نظيرين للهيدروجين ، عندما يتم قصفها بالطاقة ، يتبخران على الفور تقريبًا. تطلق عملية الاندماج كميات هائلة من الطاقة.

في الماضي ، تجاوز مدخلات الطاقة من الليزر بكثير ناتج الطاقة من تفاعل الاندماج. لكن في 5 ديسمبر ، حاول الباحثون شيئًا جديدًا.

كانت القشرة حول الكبسولة التي استخدموها أكثر سمكًا مما كانت عليه في التجارب السابقة ، مما يعني أن العيوب الصغيرة تؤثر على التجربة بشكل أقل. هذا التغيير البسيط - والقابل للتكرار بشكل لا يصدق - سمح بحدوث شيء لا يصدق.

ووصف الدكتور مارفن آدامز ، نائب مدير NNSA لبرامج الدفاع ، العملية في المؤتمر الصحفي الذي عقد يوم الثلاثاء. وأشار إلى أن العملية بدأت بأسطوانة كروية تحتوي على كبسولة صغيرة ، "حوالي نصف قطر BB."

قال: "دخلت 192 شعاع ليزر من طرفي الأسطوانة ، وضربت الجدار الداخلي…. تصادم الأشعة السينية من الجدار على الكبسولة الكروية. تم ضغط وقود الانصهار في الكبسولة ، وبدأت تفاعلات الاندماج. حدث هذا كله من قبل ، 100 مرة من قبل. لكن في الأسبوع الماضي ولأول مرة ، صمموا هذه التجربة بحيث يظل وقود الاندماج ساخنًا بدرجة كافية ، وكثيفًا بدرجة كافية ومستديرًا بما يكفي لفترة طويلة بما يكفي لإشعاله. وأنتجت طاقات أكثر مما أودعها الليزر. حوالي 2 ميغا جول ، حوالي 3 ميغا جول. ربح 1.5 ".

أهمية هذا الاختراق

يبدو كسب 1.5 صغيرًا ، ومن حيث الطاقة ، فهو كذلك. لكن ليس حجم رد الفعل هو المهم - إنه حدث في جميع.

كان اختراق الاندماج النووي في الخامس من كانون الأول (ديسمبر) تتويجًا لقرن من البحث وتمويل الدولارات والفشل. على الرغم من وجود العديد من الخطوات بين اليوم والجدوى التجارية ، بدون هذه الخطوة ، كان الاندماج كمصدر للطاقة أكثر من مجرد وسيلة للتحايل من الخيال العلمي. اليوم ، إنها حقيقة واقعة.

والإمكانات طويلة المدى لمستقبل ثقيل الاندماج هي ببساطة مذهلة. على عكس الفحم والوقود الأحفوري ، لا تولد تفاعلات الاندماج انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو المنتجات الثانوية الأخرى. وبما أنه يعمل على الهيدروجين ، العنصر الأكثر وفرة في الكون ، فهو عمليًا بلا حدود في إمكاناته الإنتاجية.

مع هذا القدر من الطاقة ، لن نقوم فقط بتقليل انبعاثاتنا - يمكننا عكس ذلك.

ستجعل الطاقة غير المحدودة من الممكن تطوير جميع أنواع التقنيات بشكل أسرع وأرخص وأنظف ، من حلول تغير المناخ إلى أجهزة كمبيوتر محمولة أفضل.

يمكن لطاقة الاندماج أن تخفف من انقطاع التيار الكهربائي ، وتشغيل محطات معالجة المياه ، وتساعدنا على اكتشاف طرق أفضل لإعادة التدوير والتخلص من القمامة.

يمكن للتكنولوجيات الجديدة سحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي على نطاق واسع ، والتخفيف من تغير المناخ وتقليل الخسائر البشرية الناجمة عن التلوث.

يمكن أن تتقدم تكنولوجيا البطاريات ، مما يسمح بالاعتماد الشامل لإنتاج الطاقة النظيفة وتخزينها للمنازل والمركبات وغير ذلك.

على نطاق واسع وطويل الأجل ، يمكن لطاقة الاندماج أن تقضي على انبعاثات البشرية ، مما يسمح لكوكب أنظف وأكثر خضرة وصحة - ناهيك عن مستوى معيشة مرتفع للبشرية جمعاء.

إذا كان هذا يبدو مثالياً بعض الشيء ، فأنت لست مخطئًا. ولكن مرة أخرى ، كان احتمال طاقة الاندماج مثالياً قبل 50 عامًا. هذا الشهر ، أثبت العلماء أن الاندماج ممكن. لماذا لا تتحقق الفوائد الأخرى طويلة المدى أيضًا؟

ماذا يعني ذلك بالنسبة للمستثمرين؟

ولكن قبل أن يصبح مستقبل الاندماج حقيقة واقعة ، يتطلب فضاء الطاقة مزيدًا من البحث والابتكار - الكثير منها.

الوقت والتكنولوجيا هما المفتاح

كشف المؤتمر الصحفي أن مصفوفة الليزر التي شغلت طفرة الطاقة النووية تستند إلى تقنية عمرها 40 عامًا. الليزر الحديث ليس أكثر قوة فحسب ، بل إنه أكثر كفاءة أيضًا - مما يعني أن مكاسب طاقة الاندماج الأكبر تكمن في الجوار.

كان مدير LLNL ، الدكتور كيم بوديل ، حريصًا على تذكير الصحفيين والمستثمرين بأن الاندماج لا يستغرق أربعة أسابيع أو حتى أربع سنوات. ستستغرق العملية وقتًا.

قالت "هناك عقبات كبيرة للغاية ، ليس فقط في العلم ، ولكن في التكنولوجيا". "هذه كبسولة مشتعلة مرة واحدة ، ولتحقيق طاقة الاندماج التجارية ، عليك القيام بأشياء كثيرة. يجب أن تكون قادرًا على إنتاج العديد من أحداث الاشتعال بالانصهار في الدقيقة ، ويجب أن يكون لديك نظام قوي من السائقين لتمكين ذلك ".

ومع ذلك ، فهي متفائلة أيضًا من أن المستقبل القائم على الاندماج في متناول اليد.

وأضافت: "ربما لم تفصلنا خمسة عقود ، وهو ما اعتدنا قوله". "أعتقد أنها تتحرك في المقدمة. مع بضعة عقود من البحث والاستثمار ... يمكن أن يضعنا في وضع يسمح لنا ببناء محطات الطاقة ".

يمكن أن تؤدي الاستثمارات المالية إلى تسويق أسرع

اعتمدت LLNL إلى حد كبير على المنح العامة والتمويل لجعل اختراق الطاقة النووية حقيقة واقعة. لكن وزيرة الطاقة الأمريكية جينيفر جرانهولم تعتقد أن كلا من البحوث الخاصة والعامة مطلوبة لتحقيق الاندماج.

وقالت في المؤتمر الصحفي يوم الثلاثاء "نعلم أنه كان هناك اهتمام كبير بين مجتمع التمويل الخاص ... ونحن نشجع ذلك". "هذا يدل على أنه يمكن القيام بذلك ، والذي كان دائمًا سؤالًا: هل يمكنك الوصول إلى هناك؟"

"تسمح هذه العتبة [للعلماء] بالبدء في العمل على أفضل أنواع الليزر ، وأشعة الليزر الأكثر كفاءة ، وعلى كبسولات احتواء أفضل ، وما إلى ذلك ، [هذه] الأشياء الضرورية للسماح بتقسيمها إلى نمط معياري ونقلها إلى نطاق تجاري."

لحسن الحظ ، فإن القطاع الخاص يقفز على متن الطائرة. أشار كيم بوديل إلى أن العديد من الشركات الخاصة تستكشف إنتاج الاندماج بالقصور الذاتي جنبًا إلى جنب مع ابن عمها ، الاندماج المغناطيسي. (يستخدم الاندماج المغناطيسي توكاماك ، وهو جهاز على شكل كعكة دائرية يستخدم مغناطيسات قوية لحصر البلازما في شكل معين.)

يعتقد Budil أنه بين الاندماج المغناطيسي "قليلاً في المقدمة" واختراق الإشعال هذا الشهر ، فإن "مجموعة الأساليب التكنولوجية الحالية هي حقًا مكان رائع".

وأضافت: "ستغذي هذه المجتمعات بعضها البعض ، وسنتعلم ، وسنواصل تطوير هذا المجال ، وستنمو العديد من التقنيات من كلا الحقلين بالإضافة إلى مسار إلى محطة لتوليد الطاقة الاندماجية."

الاستفادة من اختراق الاندماج النووي

خلال المؤتمر الصحفي ، شاركت أراتا برابهاكار الجمهور بلحظة من التفكير.

وقالت: "لقد كنت أفكر أيضًا في المدة التي يمكن أن تستغرقها الرحلة من المعرفة إلى العمل". "لأنه قد مر قرن منذ أن اكتشفنا أنه كان اندماجًا [تشغيل النجوم]. وفي ذلك القرن ، استغرق الأمر العديد من التطورات المختلفة التي تضافرت في النهاية إلى درجة تمكننا من تكرار نشاط الاندماج بهذه الطريقة التي يمكن التحكم فيها في المختبر ".

الوقت - حتى على نطاق عقود - هو مفهوم يعرفه المستثمرون. هناك حاجة إلى الوقت لكسب المال واستثمار الأموال والاطلاع على نتائج هذه الاستثمارات.

إذا كان من الممكن تحقيق الاندماج النووي على نطاق تجاري ، فإنه يمثل طاقة غير محدودة للبشرية - وإمكانية تحقيق أرباح هائلة للمستثمرين الذين ظلوا عالقين.

Q.ai هنا لمساعدتك على الاستثمار في هذا المستقبل ، وإمكانية تحقيق الأرباح.

مع شركائنا مجموعة التكنولوجيا النظيفة، يجمع الذكاء الاصطناعي لدينا أفضل ابتكارات الطاقة الخضراء الموجودة هناك. يعد الاستثمار في هذه المجموعة طريقة سريعة وسهلة لوضع أموالك في العمل لبناء مستقبل أفضل - ونأمل أن تحقق بعض العوائد في هذه العملية.

لقد أصبح الاستثمار سهلاً وذكيًا وصديقًا للبيئة.

وكما قال مدير LLNL ، كيم بوديل ، يوم الثلاثاء ، "إن تحديات العلم والتكنولوجيا على طريق الاندماج النووي شاقة ، ولكن جعل ما يبدو مستحيلًا ، ممكنًا هو عندما نكون في أفضل حالاتنا."

قم بتنزيل Q.ai اليوم للوصول إلى استراتيجيات الاستثمار المدعومة بالذكاء الاصطناعي.