آینده انرژی پاک و بی حد

کلاهبرداریهای کلیدی

• در 5 دسامبر، دانشمندان آمریکایی در تأسیسات احتراق ملی در کالیفرنیا انرژی بیشتری از واکنش همجوشی هسته‌ای تولید کردند.
• نتیجه آزمایشی یک پیشرفت عظیم انرژی هسته ای در تلاشی یک قرن برای باز کردن نیروی خورشید بر روی زمین است.
• با تحقیقات بیشتر و سرمایه‌گذاری‌های مالی، محققان بر این باورند که در عرض چهار دهه از تولید انرژی 100% پاک و بی‌محدود خواهیم گذشت.

"دوشنبه، 5 دسامبر 2022 یک روز مهم در علم بود."

این اظهار نظر توسط جیل هروبی، معاون وزیر امنیت هسته ای ملی (NNSA)، در یک کنفرانس مطبوعاتی در 13 دسامبر ارائه شد.

موضوع: پیشرفت انرژی هسته ای در تاسیسات احتراق ملی (NIF) آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور (LLNL) در کالیفرنیا.

دکتر آراتا پرابهاکار، مدیر سیاست‌گذاری دفتر علم و فناوری کاخ سفید، این دستاورد را «نقطه عطف علمی» و «شگفتی مهندسی فراتر از باور» اعلام کرد.

او افزود: "این دوگانگی پیشرفت تحقیقات، ساختن سیستم های مهندسی پیچیده، هر دو طرف از یکدیگر یاد می گیرند، این گونه است که ما کارهای بزرگ و سخت را انجام می دهیم و این فقط یک مثال زیبا است."

انرژی خالص حاصل از واکنش همجوشی اولین بار در تاریخ بشر است. در حالی که تحقیقات بیشتر (الف خیلی تحقیقات بیشتر) مورد نیاز است تا فناوری قابل تکرار، مقیاس پذیر و کارآمدتر شود، این یک گام اساسی در مسیر انرژی پاک است.

و برای سرمایه‌گذاران، این نشان‌دهنده دهه‌ها فرصت‌های آماده برای چیدن است.

همجوشی هسته ای چیست؟

همجوشی هسته ای شامل ترکیب اتم ها به یک اتم واحد و بزرگتر است. این فرآیند مقادیر زیادی انرژی تولید می کند و واکنش اصلی است که خورشید ما را به حرکت در می آورد.

همجوشی هسته ای با شکافت هسته ای، فرآیندی که در نیروگاه های هسته ای استفاده می شود، متفاوت است. شکافت اتم ها را به جای ترکیب کردن آنها شکافته و در این فرآیند زباله های رادیواکتیو خطرناکی تولید می کند.

در مقابل، همجوشی هسته‌ای بسیار کارآمدتر است، تقریباً هیچ زباله تولید نمی‌کند، و اتم‌های هیدروژنی را که به راحتی در آب دریا در دسترس هستند، به جای مواد رادیواکتیو مدفون در زمین، دفع می‌کند. این آن را به گزینه ایده آلی برای تامین انرژی همه چیز از خانه ها تا کارخانه های تولیدی تبدیل می کند، اگر بتوان آن را مقیاس بندی کرد.

از زمانی که همجوشی یک قرن پیش کشف شد، دانشمندان برای باز کردن و تکرار مکانیک در یک آزمایشگاه به رقابت پرداختند. اما اجرای یک واکنش همجوشی که نیاز به انرژی کمتری نسبت به خروجی آن دارد، فرآیندی به نام احتراق، دانشمندان را از دست داده است…

تا به حال.

پیشرفت انرژی هسته ای به طور خلاصه

پیشرفت انرژی هسته ای دسامبر در تاسیسات احتراق ملی رخ داد که از فرآیندی به نام "همجوشی اینرسی گرما هسته ای" استفاده می کند.

در اصل، مجموعه لیزری 3.5 میلیارد دلاری، 192 لیزر را به یک کپسول کوچک شلیک می کند. این کپسول حاوی دو ایزوتوپ هیدروژن است که با بمباران انرژی تقریباً بلافاصله تبخیر می‌شوند. فرآیند همجوشی مقادیر زیادی انرژی آزاد می کند.

در گذشته، انرژی ورودی از لیزرها بسیار بیشتر از انرژی خروجی از واکنش همجوشی بود. اما در 5 دسامبر، محققان چیز جدیدی را امتحان کردند.

پوسته اطراف کپسولی که آنها استفاده کردند ضخیم‌تر از آزمایش‌های گذشته بود، به این معنی که نقص‌های کوچک کمتر روی آزمایش تأثیر می‌گذارد. این تغییر ساده - و فوق العاده قابل تکرار - باعث شد تا اتفاقی باورنکردنی رخ دهد.

دکتر ماروین آدامز، معاون مدیر برنامه های دفاعی NNSA، این روند را در کنفرانس مطبوعاتی روز سه شنبه تشریح کرد. او خاطرنشان کرد که این فرآیند با یک استوانه کروی حاوی یک کپسول کوچک، "حدود نیمی از قطر BB" آغاز شد.

وی گفت: 192 اشعه لیزر از دو سر سیلندر وارد شد و به دیواره داخلی برخورد کرد. اشعه ایکس از دیوار به کپسول کروی برخورد کرد. سوخت همجوشی در کپسول فشرده شد، واکنش های همجوشی شروع شد. همه اینها قبلا اتفاق افتاده بود، 100 بار قبل. اما هفته گذشته برای اولین بار، آنها این آزمایش را طوری طراحی کردند که سوخت همجوشی به اندازه کافی داغ، به اندازه کافی متراکم و گرد برای مدت طولانی باقی بماند که مشتعل شود. و انرژی بیشتری نسبت به لیزرها تولید کرد. حدود 2 مگاژول داخل، حدود 3 مگاژول خارج. افزایش 1.5.”

اهمیت این پیشرفت

بهره 1.5 کوچک به نظر می رسد، و از نظر انرژی، چنین است. اما اندازه واکنش مهم نیست - مهم این است که این اتفاق افتاده است در همه.

پیشرفت گداخت هسته ای در 5 دسامبر اوج یک قرن تحقیق، سرمایه گذاری دلار و شکست بود. اگرچه گام‌های زیادی بین امروز و قابلیت تجاری وجود دارد، اما بدون این مرحله، همجوشی به‌عنوان منبع انرژی چیزی بیش از یک ترفند علمی تخیلی نبود. امروز، این یک واقعیت است.

و پتانسیل بلندمدت آینده‌ای با همجوشی سنگین به سادگی خیره‌کننده است. برخلاف زغال سنگ و سوخت‌های فسیلی، واکنش‌های همجوشی هیچ انتشار CO2 یا سایر محصولات جانبی ایجاد نمی‌کنند. و از آنجایی که بر روی هیدروژن، فراوان ترین عنصر در جهان کار می کند، پتانسیل تولید آن تقریباً نامحدود است.

با این انرژی زیاد، ما نه تنها ردپای انتشار خود را کاهش نمی دهیم بلکه می توانیم آن را معکوس کنیم.

قدرت نامحدود این امکان را فراهم می کند تا انواع فناوری ها را سریع تر، ارزان تر و تمیز تر، از راه حل های تغییر آب و هوا گرفته تا لپ تاپ های بهتر، پیش ببریم.

انرژی همجوشی می تواند خاموشی های انرژی، نیروگاه های تصفیه آب را کاهش دهد و به ما کمک کند راه های بهتری برای بازیافت و دفع زباله ها کشف کنیم.

فن‌آوری‌های جدید می‌توانند دی‌اکسید کربن را از اتمسفر در مقیاس بیرون بکشند، تغییرات آب و هوایی را کاهش داده و تلفات انسانی ناشی از آلودگی را کاهش دهند.

فن آوری باتری می تواند پیشرفت کند و امکان استفاده انبوه از تولید و ذخیره انرژی پاک را برای خانه ها، وسایل نقلیه و موارد دیگر فراهم کند.

در مقیاس بزرگ و بلندمدت، انرژی همجوشی می‌تواند انتشارات بشر را از بین ببرد و سیاره‌ای پاک‌تر، سبزتر و سالم‌تر را امکان‌پذیر می‌کند – ناگفته نماند، زندگی عالی برای همه بشریت.

اگر کمی آرمان گرایانه به نظر می رسد، اشتباه نمی کنید. اما باز هم چشم انداز انرژی همجوشی 50 سال پیش ایده آل گرایانه بود. در این ماه، دانشمندان ثابت کردند که همجوشی امکان پذیر است. چرا سایر مزایای بلندمدت نیز نمی توانند محقق شوند؟

این برای سرمایه گذاران به چه معناست؟

اما قبل از اینکه یک آینده همجوشی به واقعیت تبدیل شود، فضای انرژی به تحقیقات و نوآوری بیشتری نیاز دارد - بسیاری از آن.

زمان و تکنولوژی کلیدی هستند

این کنفرانس مطبوعاتی نشان داد که آرایه لیزری که به پیشرفت انرژی هسته‌ای کمک می‌کند، مبتنی بر فناوری ۴۰ ساله است. لیزرهای مدرن نه تنها قدرتمندتر هستند، بلکه کارآمدتر نیز هستند - به این معنی که انرژی همجوشی بیشتر در گوشه و کنار است.

دکتر کیم بودیل، مدیر LLNL، مراقب بود که به روزنامه‌نگاران و سرمایه‌گذاران یادآوری کند که همجوشی چهار هفته یا حتی چهار سال دیگر نیست. این روند زمان می برد.

او گفت: «موانع بسیار مهمی وجود دارد، نه فقط در علم، بلکه در فناوری. این یک کپسول مشتعل یک بار است، و برای درک انرژی همجوشی تجاری، باید کارهای زیادی انجام داد. شما باید بتوانید بسیاری از رویدادهای احتراق همجوشی را در دقیقه تولید کنید، و باید یک سیستم قوی از درایورها برای فعال کردن آن داشته باشید.

با این حال، او همچنین خوش بین است که آینده ای با انرژی همجوشی قابل درک است.

او افزود: «[این] احتمالاً پنج دهه [دیگر] نیست، چیزی که قبلاً می‌گفتیم». "من فکر می کنم این در حال حرکت به پیش زمینه است. با چند دهه تحقیق و سرمایه گذاری… می تواند ما را در موقعیتی قرار دهد که نیروگاه های برق بسازیم.”

سرمایه گذاری های مالی می تواند تجاری سازی سریعتر را انجام دهد

LLNL تا حد زیادی به کمک های مالی و بودجه عمومی برای تحقق بخشیدن به پیشرفت انرژی هسته ای متکی بود. اما جنیفر گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده، معتقد است که هم تحقیقات خصوصی و هم دولتی برای ایجاد ادغام لازم است.

او در کنفرانس مطبوعاتی روز سه شنبه گفت: "ما می دانیم که علاقه زیادی در میان جامعه تامین مالی خصوصی وجود داشته است... و ما آن را تشویق می کنیم." "این نشان می دهد که می توان آن را انجام داد، که همیشه یک سوال بوده است: آیا می توانید به آنجا برسید؟"

عبور از این آستانه به [دانشمندان] اجازه می‌دهد تا کار بر روی لیزرهای بهتر، لیزرهای کارآمدتر، روی کپسول‌های نگهدارنده بهتر و غیره را آغاز کنند، [اینها] چیزهایی هستند که برای اجازه دادن به آن مدولار کردن و رساندن آن به مقیاس تجاری ضروری است.»

خوشبختانه، بخش خصوصی در حال افزایش است. کیم بودیل خاطرنشان کرد که بسیاری از شرکت‌های خصوصی در کنار همجوشی مغناطیسی، تولید همجوشی اینرسی را بررسی می‌کنند. (در همجوشی مغناطیسی از یک توکامک استفاده می شود، دستگاهی به شکل دونات که از آهنرباهای قوی برای محدود کردن پلاسما در یک شکل خاص استفاده می کند.)

بودیل معتقد است که بین "کمی جلوتر بودن" همجوشی مغناطیسی و موفقیت در اشتعال در این ماه، داشتن "کارنامه رویکردهای تکنولوژیک" کنونی واقعاً مکان بسیار خوبی برای حضور است.

او افزود: "این جوامع از یکدیگر تغذیه خواهند کرد، ما یاد خواهیم گرفت، ما به پیشرفت این حوزه ادامه خواهیم داد و بسیاری از فناوری ها علاوه بر مسیری به سمت یک نیروگاه همجوشی، از هر دو زمینه رشد خواهند کرد."

سرمایه گذاری بر پیشرفت گداخت هسته ای

در جریان کنفرانس مطبوعاتی، آراتا پرابهاکار لحظاتی از تفکر را با حضار به اشتراک گذاشت.

او گفت: «من همچنین به این فکر کرده‌ام که این سفر از دانستن تا انجام دادن چقدر می‌تواند طول بکشد. «زیرا یک قرن از زمانی که متوجه شدیم که همجوشی است [ستارگان را نیرو می دهد] می گذرد. و در آن قرن، آنقدر پیشرفت‌های مختلف لازم بود که در نهایت به نقطه‌ای رسیدند که می‌توانیم آن فعالیت همجوشی را به این روش قابل کنترل در آزمایشگاه تکرار کنیم.

زمان - حتی در مقیاس چند دهه - مفهومی است که سرمایه گذاران با آن آشنا هستند. برای پول درآوردن، سرمایه گذاری پول و دیدن نتایج حاصل از این سرمایه گذاری ها به زمان نیاز است.

اگر بتوان همجوشی هسته‌ای را به مقیاس تجاری رساند، انرژی نامحدودی برای بشریت و پتانسیل درآمد هنگفتی برای سرمایه‌گذارانی که در اطراف مانده‌اند را نشان می‌دهد.

Q.ai اینجاست تا به شما کمک کند در آینده و پتانسیل درآمد سرمایه گذاری کنید.

با ما کیت فناوری پاک، هوش مصنوعی ما بهترین نوآوری های انرژی سبز را جمع آوری می کند. سرمایه‌گذاری در این کیت یک راه سریع و آسان برای سرمایه‌گذاری پول خود برای ساختن آینده‌ای بهتر است - و امیدواریم در این فرآیند بازدهی داشته باشید.

این سرمایه گذاری آسان، هوشمند و سبز شده است.

و همانطور که کیم بودیل، مدیر LLNL روز سه‌شنبه گفت: «چالش‌های علم و فناوری در مسیر انرژی همجوشی دلهره‌آور هستند، اما زمانی که ما در بهترین حالت خود هستیم، به ظاهر غیرممکن را ممکن می‌کنیم.»

امروز Q.ai را دانلود کنید برای دسترسی به استراتژی های سرمایه گذاری مبتنی بر هوش مصنوعی.