Füzyon Araştırmasında Dünyada Bir İlkin Ardından Ne Geliyor?

Dahi kafalar

New member
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nın yöneticisi Kim Budil Salı günü nükleer füzyondan elde edilen ucuz, bol miktarda elektriğin hâlâ “muhtemelen onlarca yıl” uzakta olduğunu söyler söylemez, bazı insanlar onun laboratuvarının füzyonda dünyada bir ilki başardığı haberine ilgilerini kaybettiler. Araştırma. Biz dünyalılar, iklim değişikliğine bir çözüm bulmak için onlarca yıl bekleyemeyiz.

Dikkatini çekmesinin üç nedeni var. Birincisi, yeteri kadar insan arkasında durursa füzyonun ticarileşmesi Budil’in düşündüğünden daha erken gerçekleşebilir. İkincisi, füzyon, bir nükleer savaş başlığının içinde olanların kontrollü bir versiyonudur, dolayısıyla nükleer silahlar için bilgisayar destekli tasarımları test etmek için kullanılabilir. Üç, bilim tamamen harika.

Kaliforniya Körfez Bölgesi’ndeki Livermore’daki bilim adamları, 5 Aralık Pazartesi günü Pasifik saatiyle 01:03’te dünyanın en güçlü lazeri olan 192 lazer ışınını yaklaşık bir karabiber tanesi veya bir BB saçması büyüklüğündeki bir hedefe ateşlediler. Bu, elmastan yapılmış ve hidrojenin daha ağır izotopları olan aşırı soğutulmuş döteryum ve trityum içeren mükemmel yuvarlak, içi boş bir küreydi. Küre, altınla astarlanmış seyreltilmiş uranyumdan yapılmış kurşun kalem silgisi büyüklüğünde bir silindirin içindeydi. Lazer ışınları silindirin uçlarından girerek altına çarptı ve küçük kürenin dış katmanını buharlaştıran, iç katmanın patlamasına ve içerideki yakıtı merkezinden daha sıcak plazmaya dönüştürmesine neden olan bir X-ışınları banyosu oluşturdu. güneş. Elektronlarından sıyrılan bazı hidrojen atomları helyuma dönüşerek bu süreçte enerji açığa çıkardı.

Livermore, geçen yıla kadar gösterecek pek bir şey olmaksızın, onlarca yıldır yakıt kürelerini zapt etti. 5 Aralık’taki buluş, ilk kez füzyon reaksiyonları tarafından üretilen enerjinin, bunları gerçekleştirmek için doğrudan uygulanan enerjiden daha büyük olmasıydı. Bu, bilimsel tabirle ateşlemedir.


Ancak doğrudan uygulanan enerji, tüm sistemin ihtiyaç duyduğu toplam enerjinin yalnızca bir parçasıdır. Birincisi, Livermore’un canavar lazeri yüzde 100 verimli değil. Bir sonraki adım – şebekeden çekilen toplam enerjiyi aşacak kadar füzyondan çok fazla enerji elde etmek – hala çok uzakta. Yine de, Livermore bilim adamları ayın üzerindeydi. Bir plazma fizikçisi olan Tammy Ma birkaç saat sonra haber aldığında, San Francisco Uluslararası Havaalanında bir uçuş bekliyordu. Salı günü gazetecilere sevinç gözyaşlarına boğulduğunu söyledi.

İlginç bir yanı olarak, Livermore deneyi çok fazla güç (ağırlık kaldırmada olduğu gibi enerjinin ne kadar hızlı kullanıldığı) üretti, ancak çok fazla toplam enerji (bir maraton boyunca harcandığı gibi) üretmedi. Saniyenin milyarda birinden daha az bir süre için, füzyon reaksiyonlarından elde edilen güç, tüm ABD elektrik şebekesininkinden çok daha fazlaydı. Ancak nabız çok kısa olduğu için, üretilen toplam enerji ancak birkaç kazan suyu kaynatmaya yetiyordu.

Bu noktada üstünlük sıfatlarını bir kenara bırakıp sıradan bir rakamdan bahsetmek istiyorum: 25 sent. İki füzyon uzmanı bana ayrı ayrı, füzyonun ticari olarak uygulanabilir hale gelmesi için yakıt hedeflerinin maliyetinin her birinin yaklaşık 25 sente düşmesi gerektiğini, çünkü ticari ölçekli bir tesisin bunları saniyede yaklaşık 10 sent kullanması gerekeceğini söyledi. . Bundan çok uzaktayız. Sadece altın ve pırlanta değil. Temel olarak, bugün yedi ay süren emek-yoğun üretim sürecidir. Livermore’un kullandığı küresel hedefler neredeyse tamamen pürüzsüz olmalıdır: Tek bir bakterinin boyutundaki bir kusur, iç patlamalarını bozabilir.

Plazma fizikçisi Stephen Bodner, “Hedef fabrikasyon maliyetinin 25 sent yerine bir veya iki dolar olduğu ortaya çıkarsa, bu, elektrik santralinin boyutunu ve sermaye maliyetini büyük ölçüde artıracaktır” diyor. Deniz Araştırma Laboratuvarı, bir e-postada yazdı. Bu, daha büyük elektrik santrallerinin atış başına daha fazla elektrik üreteceği fikrine dayanmaktadır, bu nedenle daha pahalı bir hedef yine de karşılanabilir olacaktır.

Federal hükümetin Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı-Enerji için füzyon tesisi tasarımlarını değerlendiren Simon Woodruff, bir e-postada dört temel ölçüm olduğunu yazdı. Birincisi kazançtır – enerji çıkışına karşı enerji girişi. 1.0 veya daha fazla kazanç, ateşleme olarak kabul edilir. Livermore’un bu ay elde ettiği kazanç 1,5 ve tesisin potansiyeli yaklaşık 20. Ekonomik olması için kazancın 100’e 200 olması gerektiğini yazdı. İkincisi, şebeke gücünün lazer gücüne dönüştürülme verimliliğidir. Bu yüzde 1 civarında ve yüzde 7 civarında olması gerekiyor” dedi.


Üçüncüsü, hedefin maliyetidir. Bodner gibi Woodruff, fabrika tasarımına bağlı olarak yaklaşık 25 sent olması gerektiğini söyledi. “Hedef çok karmaşık olamaz” diye yazdı. “Ne kadar çok üretim adımı gerekiyorsa, hedef o kadar maliyetli olacaktır.” Ve dördüncü olarak, hedefleri yapan fabrikanın maliyeti olduğunu söyledi.

Bu dört hedeften Livermore, neredeyse tüm çabasını kazancı en üst düzeye çıkarmak için harcadı. Bu, bilimin her şeyden önce geldiği ulusal bir laboratuvar için uygundur. Ayrıca, Livermore’un ana görevlerinden biri, ülkenin nükleer silah stokunu denetlemektir. Bir füzyon reaksiyonu oluşturmak, bir nükleer silah patladığında içinde neler olduğunu incelemenin bir yoludur. Füzyon gücünün ticarileştirilmesi Livermore’un misyonu değil.

Diğer üç hedef, biraz bilim artı çok fazla mühendislik gerektirecektir. Santa Fe, NM’de araştırma teçhizatı yapan Woodruff Scientific’i yöneten Woodruff, Livermore’un ateşlemeyi başararak lazer füzyonu üzerinde çalışan özel şirketler için “önünü açtığını” yazdı. Xcimer Energy, Focused Energy, Marvel Fusion, HB11 ve First Light Fusion olmak üzere beş isim verdi ve “daha fazlası gelebilir” dedi. Çoğu füzyon şirketi, plazmayı güçlü mıknatıslarla yerinde tutmak için farklı bir yaklaşım kullanır. Livermore’un duyurusundan önce bile, Fusion Industry Association tarafından ankete katılan 25 füzyon şirketinden 21’i, füzyon gücünün ticari olarak 2040 yılına kadar geçerli olacağını tahmin ediyordu.

“Zaman çizelgesi, sahip olduğumuz iradenin ve toplumun ortaya koyduğu yatırım miktarının ve heyecanlanan ve bu zorluklar üzerinde çalışmak isteyen insanların sayısının işlevidir. ARPA-E’nin teknolojiden pazara danışmanı Sam Wurzel bir röportajda, “Heyecan hiç görmediğim bir seviyede” dedi. Enerji Bakanlığı’nın baş füzyon koordinatörü Scott Hsu, sera gazı emisyonlarını azaltmak için “2050 hedeflerimiz arasında füzyonu bir çözüm olarak görmeyin” dedi.

Livermore’un 5 Aralık’taki büyük patlaması, uzun süredir acı çeken füzyon bilimcileri topluluğuna enerji verdi. Doğru, atış ve watt arasında pek çok kayma var, ancak ateşleme yine de heyecan verici bir ilerleme.


Diğer Yerlerde: Tedarik Zincirleri Hâlâ Sıkı

New York Federal Rezerv Bankası tarafından tutulan bir endekse göre, küresel tedarik zincirindeki baskı ikinci ay boyunca ılımlı bir şekilde Kasım ayında arttı, ancak pandemik zirvelerinin oldukça altında kaldı. Kasım ayı artışına en büyük katkıyı Çin’deki teslimat süreleri yaptı. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki teslimat süreleri iyileştirildi. New York Fed endeksi için en kötü ay Aralık 2021 oldu.


Günün Sözü

“Sermaye, ulus ve devlet, her biri kendi ilkelerine göre işleyen farklı varlıklardır, ancak bir Borromean düğümü gibi, üçünden herhangi biri eksik olursa hepsi birbirinden ayrılacak şekilde birbirine bağlıdır.”

— Kojin Karatani, “Dünya Tarihinin Yapısı: Üretim Tarzlarından Mübadele Tarzlarına” (2014)
 
Üst