13 დეკემბერს შევიტყვეთ, რომ ლოურენს ლივერმორის ეროვნული ლაბორატორიის (LLNL) მეცნიერებმა თერმობირთვული სინთეზის მხრივ უმნიშვნელოვანეს პროგრესს მიაღწიეს.

ისტორიაში პირველად, თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორით იმაზე მეტი ენერგიის გამომუშავება მოხერხდა, ვიდრე თავად ექსპერიმენტს სჭირდებოდა. ეს სუფთა და უსაზღვრო ენერგიისკენ გვიხსნის გზას.

სწორედ ამიტომ, ეს ყველაფერი ისტორიულ მოვლენად შეფასდა.

ასევე: ისტორიაში პირველად, "ხელოვნური მზის" დახმარებით სუფთა ენერგია მიიღეს

რა არის ბირთვული სინთეზი?

ბირთვული სინთეზი არის პროცესი, რომელსაც მზე და სხვა ვარსკვლავები იყენებენ ენერგიის წარმოებისთვის. ათწლეულების განმავლობაში, მეცნიერები ცდილობენ გამოიყენონ ეს მეთოდი რთული ბირთვული სინთეზის რეაქტორის ტექნოლოგიის შემუშავებით. საუბარია დონატის ფორმის ტოკამაკის რეაქტორებზე, რომლებიც იყენებენ წარმოუდგენლად ძლიერ მაგნიტებს შერწყმის პროცესში წარმოქმნილი ცეცხლოვანი პლაზმის გასაკონტროლებლად.

ბირთვული სინთეზი ხდება მაშინ, როდესაც ორი ატომი ერთმანეთს ერწყმის და უფრო მძიმე ბირთვს ქმნის. როდესაც ეს ხდება, დიდი რაოდენობით ენერგია გამოიყოფა. ასეთი ახალი ატომის საერთო მასა ნაკლებია, ვიდრე ორის, რომლებმაც ის შექმნეს. და აი ისიც, "დაკარგული" მასა გამოიყოფა ენერგიად, როგორც ეს აღწერილია ალბერტ აინშტაინის ცნობილი განტოლებით — E=mc^². რაც მთავარია, ბირთვული შერწყმა ათავისუფლებს ნახშირბადის ნულოვან გამონაბოლქვს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მსგავსმა ელექტროსადგურებმა შეიძლება ერთ მშვენიერ დღეს შეასრულონ სასიცოცხლო როლი კლიმატის ცვლილების წინააღმდეგ ბრძოლაში.

ასევე: ის, რაც ისტორიის წიგნებში ჩაიწერება — როგორ მიიღეს სუფთა ენერგია ხელოვნური მზისგან

რატომ არ გვაქვს ახლა მსგავსი ენერგიის მწარმოებელი სადგურები და რა გვიშლის ამაში ხელს?

კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი ბირთვული სინთეზის ერთ-ერთი კრიტიკული ბარიერი არის ის, რომ ასეთ რეაქტორებს ენერგიის დიდი რაოდენობა სჭირდებათ. აქამდე მეცნიერებმა ვერ შეძლეს ისეთი სინთეზის დემონსტრირება, სადაც წმინდა ენერგიის გამომუშავებას შეძლებდნენ. ეს ნიშნავს, რომ ისინი ვერ აწარმოებდნენ უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე ეს თავად ექსპერიმენტს სჭირდებოდა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, არ იყო "დადებითი ბალანსი".

LLNL ექსპერიმენტი ამ მხრივ მნიშვნელოვანი მიღწევაა, თუმცა ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაოა ჩასატარებელი. სამშაბათს, სპეციალური ღონისძიების დროს, LLNL-ის დირექტორმა დოქტორმა კიმ ბუდილმა განმარტა, რომ მათი ექსპერიმენტი არის "პირველი ფუნდამენტური ნაბიჯი", მაგრამ ჯერ კიდევ არსებობს "ძალიან მნიშვნელოვანი დაბრკოლებები" კომერციული ბირთვული სინთეზის მისაღებად.

არსებითად, ექსპერიმენტის დროს მიღწეული შედეგი უნდა დაიხვეწოს და შემდეგ გადაიზარდოს ბევრად უფრო ფართო მასშტაბებში. აქამდე კი ჯერ კიდევ რამდენიმე წელი გვაშორებს.

ასევე: რა არის თერმობირთვული სინთეზი — ყველაფერი სუფთა და უსაზღვრო ენერგიაზე

და მაინც, რატომ ლაპარაკობს ყველა ამ უახლეს მიღწევაზე?

აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის (DOE) განცხადებაში ნათქვამია, რომ LLNL-ის მეცნიერებმა მიაღწიეს სინთეზს ორშაბათს, 5 დეკემბერს. ხოლო 13 დეკემბერს, მეცნიერებმა თავიანთი შედეგები საზოგადოებას გააცნეს.

LLNL-ის მკვლევრებმა გამოიყენეს მძლავრი 192-სხივიანი ლაზერი 3,5 მილიარდი დოლარის ღირებულების NIF ობიექტზე, რათა გაეხურებინათ და შეეკუმშათ წყალბადი წიწაკის ზომის კაფსულაში. ამ ლაზერს შეუძლია კაფსულის გაცხელება 100 მილიონ გრადუს ცელსიუსამდე, რაც უფრო ცხელია ვიდრე მზის ცენტრი. ასევე ეს წყალბადს დედამიწის ატმოსფერულ წნევაზე 100 მილიარდჯერ მეტჯერ კუმშავს, რაც იწვევს წყალბადის ატომების სინთეზსს და ენერგიის გამოყოფას.

ერთი სიტყვით, მეცნიერებმა მიაღწიეს სინთეზის "ანთებას", ანუ ენერგიის წმინდა წარმოებას, და ეს მოხდა პირველად ბირთვული შერწყმის ექსპერიმენტში.

რატომ არის ეს ასე მნიშვნელოვანი?

LLNL ექსპერიმენტი გზას უხსნის პრაქტიკულად უსაზღვრო სუფთა ენერგიას. მიუხედავად იმისა, რომ ექსპერიმენტმა ამ ეტაპზე შედარებით მცირე რაოდენობით ენერგია გამოიმუშავა, ეს აალება იყო ბირთვული სინთეზის მეცნიერების გრძელვადიანი მიზანი.

ახლა, როდესაც ეს მიღწეულია, ჯერ კიდევ დიდი გზაა წინ, სანამ ჩვენ ვიხილავთ ბირთვული სინთეზის კომერციულ სადგურებს მოქმედებაში. არსებითად, გლობალურ სამეცნიერო საზოგადოებას მოუწევს ექსპერიმენტის დახვეწა და მასშტაბირება, რათა გამოიმუშაოს ბევრად მეტი ენერგია, ვიდრე ამჟამად, რაც არც ისე ადვილი საქმეა.

როგორც მკვლევრებმა აღნიშნეს, აქამდე სულ რამდენიმე ათწლეული გვაშორებს. მიუხედავად იმისა, რომ კონკრეტული ვადების თქმა რთულია, სავარაუდოდ, ჩვენ ახლა ვსაუბრობთ 2-3 ათწლეულზე, ნაცვლად 5-6-ისა. აღსანიშნავია, რომ ამ ბოლო მიღწევამდე ითველებოდა, რომ საბოლოო შედეგებამდე სწორედ 5-6 ათწლეული გვაშორებდა. ახლა კი, როგორც ვხედავთ ეს დრო განახევრდა. ვნახოთ რა იქნება შემდეგი.

აღსანიშნავია ისიც, რომ თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორები ბირთვული რეაქტორებისგან მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ამ ტიპის რეაქციისას არ გამოიყოფა რადიოაქტიური ნარჩენები და ტოკამაკის მწყობრიდან გამოსვლა (ნებისმიერი სახით) გარემოს ზიანს არ უქადის.

დაბოლოს, თერმობირთვული სინთეზის რეაქტორები კლიმატის ცვლილებასთან ბრძოლის მნიშვნელოვან ინსტრუმენტად მოიაზრება, რადგან მათ მიერ წარმოებული პრაქტიკულად ულიმიტო, სუფთა ენერგია სათბურის აირების ემისიებში წამყვანი — ენერგიის ინდუსტრიის როლს მნიშვნელოვნად შეამცირებს. ეს იქნება სრულიად ახალი ეტაპი კაცობრიობის ისტორიაში. ვნახოთ რა იქნება შემდეგი.