Departamentul american al Energiei a anunțat marți că, pentru prima dată, oamenii de știință din SUA au produs mai multă energie din fuziune decât energia laser folosită pentru experiment.
Secretarul american pentru Energie, Jennifer Granholm, a numit acest experiment „o piatră de hotar” care aduce lumea mai aproape de „posibilitatea zero carbon”, transmite CNN.
Oamenii de știință spun că acest „câștig net de energie” este un pas foarte important într-o încercare de zeci de ani de a obține energie curată.
Directoarea Laboratorului Național Lawrence Livermore, dr. Kim Budil, a numit încercările oamenilor de știință pentru realizarea aprinderii prin fuziune în laborator „una dintre cele mai semnificative provocări științifice abordate vreodată de omenire”.
„Atingerea acesteia este un triumf al științei, al ingineriei și, mai ales, al oamenilor. Depășirea acestui prag este viziunea care a determinat 60 de ani de cercetare dedicată”, a spus dr. Kim Budil într-un comunicat.
„Este 'Sfântul Graal' al puterii fără carbon pe care oamenii de știință îl urmăresc încă din 1950. Este încă la cel puțin un deceniu – poate decenii – distanță de utilizarea comercială, dar cea mai recentă descoperire va fi probabil prezentată de administrația Biden ca rezultatul investiției masive a guvernului de-a lungul anilor”, scrie cotidianul Washington Post.
Ziariștii americani mai arată că, în acest fel, ar fi pentru prima dată când cercetătorii reuşesc să producă mai multă energie într-o reacţie de fuziune - precum cea care se produce în Soare - decât cantitatea de energie consumată în cursul acestui proces.
În plus, aceasta ar reprezenta o sursă infinită de energie curată, care ar putea ajuta la încetarea dependenței de combustibilii fosili.
Fisiunea nucleară este tehnica utilizată în centralele nucleare actuale şi care constă în spargerea legăturilor dintre nuclee atomice grele pentru a recupera apoi energie.
Fuziunea nucleară este procesul invers: se combină două nuclee atomice uşoare pentru a crea unul greu - un proces care are loc în stele. În cazul de faţă, doi izotopi ai hidrogenului, dând naştere unor atomi de heliu.
Ziarul Financial Times a scris anterior că reacţia de fuziune, care a produs un câştig net de energie de 120%, s-a produs în decursul ultimelor două săptămâni, citând trei persoane care au cunoştinţă despre rezultatele preliminare ale experimentului.
Portalul Science Alert precizează că fuziunea a atins o energie record de 1,3 megajouli și, tot pentru prima dată, această energie a depășit-o pe cea care a declanșat-o.
„Acest rezultat este un pas istoric pentru cercetarea fuziunii inerțiale, deschizând un regim fundamental nou pentru explorarea și avansarea misiunilor noastre critice de securitate națională”, a declarat Kim Budil, directorul Laboratorului Național Lawrence Livermore, citat de Science Alert.
Cum are loc procesul
Portalul științific mai scrie că fuziunea inerțială implică „crearea a ceva asemănător cu o stea mică”.
„Începe cu o capsulă de combustibil, constând din deuteriu și tritiu - izotopi mai grei ai hidrogenului. Această capsulă de combustibil este plasată într-o cameră goală de aur de dimensiunea unei radiere numită hohlraum”, după cum scrie Science Alert.
„Apoi, 192 de fascicule laser de mare putere sunt aruncate la hohlraum, unde sunt transformate în raze X. Aceste raze X implodează capsula de combustibil, încălzind-o și comprimând-o în condiții comparabile cu cele din centrul unei stele, la temperaturi de peste 100 de milioane de grade Celsius și presiuni mai mari de 100 de miliarde de atmosfere terestre, transformând combustibilul din capsulă într-o mică bucată de plasmă”, descrie Science Alert experimentul.
Oamenii de știință arată că hidrogenul fuzionează cu elemente mai grele în inima unei stele din secvența principală, la fel se întâmplă și deuteriul și tritiul din capsula de combustibil.
„Scopul este de a obține aprinderea, adică un punct în care energia generată de procesul de fuziune depășește depășește consumul total de energie”, mai arată Science Alert.
„Sfântul Graal al energiei”
Oamenii de știință din întreaga lume au studiat această reacție de zeci de ani, iar proiectele de fuziune folosesc în principal elementele deuteriu și tritiu – ambele fiind izotopi ai hidrogenului.
Julio Friedmann, om de știință și fost tehnolog șef al Laboratorului Lawrence Livermore, a explicat pentru CNN că deuteriul dintr-un pahar cu apă, cu puțin tritiu adăugat, ar putea alimenta o casă timp de un an. Tritiul este mai rar și mai dificil de obținut, deși poate fi produs sintetic.
„Spre deosebire de cărbune, ai nevoie doar de o cantitate mică de hidrogen și aceasta este cel mai abundent lucru găsit în univers. Hidrogenul se găsește în apă, așa că lucrurile care generează această energie sunt nelimitate și sunt curate”, a declarat Julio Friedmann.
Fuziunea nucleară este considerată de susţinătorii ei drept o energie a viitorului, în special pentru că ea nu produce gaze cu efect de seră şi pentru că elimină foarte puţine produse reziduale.
Marea provocare
Pentru oamenii de știință, marea provocare a valorificării energiei de fuziune este menținerea acesteia suficient de mult încât să poată alimenta rețelele electrice și sistemele de încălzire din întreaga lume.
Această descoperire de ultimă oră poate schimba modul în care oamenii se încălzesc de exemplu, dar este încă la început.
„Este vorba despre ceea ce este nevoie pentru a fierbe 10 ibrice de apă. Pentru a transforma asta într-o centrală electrică, trebuie să obținem un câștig mai mare de energie – trebuie să fie substanțial mai mult”, a explicat Jeremy Chittenden, co-director al Centrului pentru Studii de Fuziune Inerțială de la Imperial College din Londra, potrivit CNN.
Ce urmează
După ce oamenii de știință și experții vor descoperi cum să producă mult mai multă energie din fuziunea nucleară, la o scară mult mai mare, mai trebuie să găsească o formulă de cost mai mic pentru ca această energie să ajunge în casele oamenilor.
„În acest moment, cheltuim o cantitate imensă de timp și bani pentru fiecare experiment pe care îl facem”, a spus Jeremy Chittenden.
În același timp, oamenii de știință vor avea nevoie să transfere această energie produsă prin fuziune în rețeaua electrică, sub formă de electricitate.
Însă, până la producția la scară largă va mai dura mulți ani, însă atunci când se va întâmpla va contribui semnificativ împotriva schimbărilor climatice.
„Acest lucru nu va contribui semnificativ la reducerea poluării în următorii 20-30 de ani. Aceasta este diferența dintre aprinderea unui chibrit și construirea unei turbine cu gaz”, a mai spus omul de știință Julio Friedmann.
Cum va fi schimbată geografia energetică mondială
Descoperirea oamenilor de știință americani ar putea fi baza viitoarei revoluții industriale, care implicit ar duce la schimbări geopolitice, consideră analistul de politică externă Ștefan Popescu.
„Desigur, că de la laborator până la piață, până la a ajunge să aduci o soluție pentru piață, va trece un timp foarte mare lung și nu, nu se produc schimbări bruște. O revoluție industrială durează cam 20-30 de ani”, arată Ștefan Popescu (foto).
Acesta susține că lumea deja se află într-un proces de schimbare a geografiei energetice mondiale prin dezvoltarea surselor de energie regenerabilă.
În acest caz „depindem de ceea ce se cheamă pământuri rare. Unde sunt plasate acele pământuri rare, bogate în litiu de exemplu? În Columbia, în Chile, în statele Americii Latine, în Africa, în China, în Rusia. Deci există o geografie a surselor de energie care e în schimbare”, completează Ștefan Popescu.
În plus, chiar dacă o țară precum SUA ar găsi o soluție miracol, aceasta nu ar ajunge imediat pe piață, adaugă el.
„Una este producția, alta este să aduci acea sursă de energie să o poți și exporta, adică să ai rețele de transport. Dacă Statele Unite devin un exportator foarte mare de energie electrică, de pildă, eventual pot exporta spre piețele proximitate, din continentul american”, a spus Ștefan Popescu.
„Chiar dacă ai o tehnologie care devine matură, schimbările nu se produc imediat”, a conchis analistul de politică externă.
