Përparim historik në shkrirjen bërthamore: Kjo mund të ndryshojë botën

Join us LIVE tomorrow at 10 a.m. ET / 7 a.m. PT for a special announcement and press conference regarding a MAJOR scientific breakthrough. Remarks will be given by @ENERGY leaders @SecGranholm, @NNSANews’ @NNSAHruby and #LLNL Director Kim Budil. Tune in: https://t.co/H2Lwto2naD pic.twitter.com/XdugB3UhEz

— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 12, 2022

Ja çfarë duhet të dini për këtë formë të re të energjisë bërthamore.

Shkrirja bërthamore është një proces artificial që përsërit energjinë që fuqizon Diellin. Shkrirja bërthamore ndodh kur dy ose më shumë atome bashkohen në një më të madh. Ky proces krijon një sasi të madhe energjie në formën e nxehtësisë.

Shkencëtarët në mbarë botën kanë studiuar shkrirjen bërthamore për dekada, duke shpresuar të krijojnë një burim të ri që siguron energji të pakufizuar pa karbon – pa mbetjet bërthamore të prodhuara nga reaktorët aktualë bërthamorë. Projektet e shkrirjes përdorin kryesisht elementët deuterium dhe tritium – të dy janë izotopë të hidrogjenit.

Deuteriumi nga një gotë ujë, me pak tritium të shtuar, mund të furnizojë një shtëpi për një vit. Tritiumi është më i rrallë dhe më i vështirë për t’u marrë, megjithëse mund të prodhohet në mënyrë sintetike.

“Ndryshe nga qymyri, nevojitet vetëm një sasi e vogël hidrogjeni dhe është gjëja më e bollshme që gjendet në univers. Hidrogjeni është në ujë, kështu që gjërat që krijojnë atë energji janë të pakufishme dhe të pastra”, tha për CNN Julio Friedman, shkencëtari kryesor në Carbon Direct dhe ish-teknologu kryesor i energjisë në Lawrence Livermore.

Kur njerëzit mendojnë për energjinë bërthamore, mund të vijnë në mendje kullat ftohëse dhe retë kërpudha. Por bashkimi është krejtësisht i ndryshëm.

Ndërsa shkrirja bashkon dy ose më shumë atome së bashku, ndarja është procesi i kundërt i ndarjes së një atomi më të madh në dy ose më shumë atome më të vogla. Fisioni bërthamor është lloji i energjisë që fuqizon reaktorët bërthamorë në mbarë botën sot. Ashtu si shkrirja, nxehtësia e krijuar nga ndarja e atomeve përdoret gjithashtu për të krijuar energji.

Energjia bërthamore ka zero emetime të gazrave serrë, por prodhon mbetje radioaktive të paqëndrueshme që duhet të ruhen në mënyrë të sigurt dhe mbartin rreziqe sigurie. Shkrirjet bërthamore, edhe pse të rralla, kanë ndodhur gjatë historisë me pasoja vdekjeprurëse, si aksidenti i reaktorit të Fukushimës dhe Çernobilit.

Shkrirja bërthamore nuk mbart të njëjtat rreziqe sigurie dhe materialet e përdorura për ta krijuar atë kanë një gjysmë jetëgjatësi shumë më të shkurtër se zbërthimi.

Ekzistojnë dy mënyra kryesore për të krijuar shkrirjen bërthamore, të dyja kanë të njëjtin rezultat. Shkrirja e dy atomeve krijon një sasi të madhe nxehtësie, e cila është thelbësore për prodhimin e energjisë. Kjo nxehtësi mund të përdoret për të ngrohur ujin, për të krijuar avull dhe për të kthyer turbinat për të prodhuar energji – ashtu si ndarja bërthamore krijon energji.

Sfida e madhe në shfrytëzimin e energjisë së shkrirjes është mbajtja e saj mjaft gjatë për të fuqizuar rrjetet e energjisë dhe sistemet e ngrohjes në mbarë botën. Përparimi i suksesshëm i SHBA-së është një punë e madhe, por është ende shumë më e ulët se ajo që nevojitet për të prodhuar energji të mjaftueshme për të drejtuar një termocentral, e lëre më dhjetëra mijëra termocentrale.

“Ka të bëjë me sa energji nevojitet për të zier 10 tenxhere me ujë. Për ta kthyer atë në një termocentral, duhet të fitojmë më shumë energji, na duhet dukshëm më shumë”, tha Jeremy Chittenden, bashkëdrejtor i Qendrës për Studime të Fusionit Inercial në Imperial College London.

Kjo është hera e parë që shkencëtarët kanë kryer me sukses një reaksion të shkrirjes bërthamore që rezultoi në një rritje neto të energjisë, në vend të një avari si në eksperimentet e mëparshme.

Megjithëse ka ende shumë hapa përpara se kjo të bëhet komercialisht e qëndrueshme, është thelbësore që shkencëtarët të tregojnë se si mund të krijojnë më shumë energji sesa në fillim të eksperimentit. Përndryshe, nuk ka shumë kuptim për ta zhvilluar këtë.

“Kjo është shumë e rëndësishme nga perspektiva e energjisë, sepse shkrirja nuk mund të jetë një burim energjie nëse nuk nxjerrim më shumë energji sesa futim.” “Zbulimet e mëparshme ishin të rëndësishme, por kjo nuk është njësoj si krijimi i energjisë që një ditë mund të përdoret në një shkallë më të madhe”, tha Friedman për CNN.

Disa projekte të shkrirjes janë duke u zhvilluar në SHBA, MB dhe Evropë. Franca është shtëpia e Reaktorit Eksperimental Ndërkombëtar Termonuklear në të cilin bashkëpunojnë 35 vende, ndër të cilët anëtarët kryesorë janë Kina, Shtetet e Bashkuara, Bashkimi Evropian, Rusia, India, Japonia dhe Koreja e Jugut.

Në SHBA, pjesa më e madhe e punës zhvillohet në Impiantin Kombëtar të Djegisë në Laboratorin Kombëtar Lawrence Livermore në Kaliforni, një ndërtesë me madhësinë e tre fushave të futbollit.

Projekti Kombëtar i Ingnition Facility krijon energji nga bashkimi bërthamor duke përdorur atë që njihet si shkrirja inerciale termonukleare. Në praktikë, shkencëtarët amerikanë hedhin fishekë që përmbajnë karburant hidrogjen në gati 200 lazer, duke krijuar një seri shpërthimesh jashtëzakonisht të shpejta dhe të përsëritura me një shpejtësi prej 50 herë në sekondë. Energjia e mbledhur nga neutronet dhe grimcat alfa lirohet si nxehtësi.

Në Mbretërinë e Bashkuar dhe projektin ITER në Francë, shkencëtarët po punojnë me makina të mëdha në formë donuti të pajisura me magnet gjigantë të quajtur tokamaks, në përpjekje për të gjeneruar të njëjtin rezultat. Pasi karburanti vendoset në tokamak, magnetët e tij ndizen dhe temperaturat brenda tij rriten në mënyrë eksponenciale për të krijuar plazmën.

Plazma duhet të arrijë të paktën 150 milionë gradë Celsius, 10 herë më e nxehtë se bërthama e Diellit. Neutronet pastaj dalin nga plazma, duke goditur “batanijen” e mureve tokamak dhe duke transferuar energjinë e tyre kinetike si nxehtësi.

Shkencëtarët dhe ekspertët tani duhet të kuptojnë se si të prodhojnë më shumë energji nga bashkimi bërthamor në një shkallë shumë më të madhe. Në të njëjtën kohë, ata duhet të kuptojnë se si të zvogëlojnë përfundimisht koston e shkrirjes bërthamore në mënyrë që të mund të përdoret për qëllime komerciale.

“Tani për tani ne shpenzojmë një sasi të madhe kohe dhe parash për çdo eksperiment. Ne duhet të ulim kostot, “tha Chittenden.

Shkencëtarët gjithashtu duhet të mbledhin energjinë e prodhuar nga shkrirja dhe ta transmetojnë atë në rrjetin elektrik si energji elektrike. Do të duhen vite, ndoshta dekada, përpara se fuzioni të gjenerojë sasi të pakufizuar energjie të pastër dhe shkencëtarët janë në një garë me kohën në luftën kundër ndryshimit të klimës.

“Kjo nuk do të kontribuojë ndjeshëm në reduktimin e ndryshimeve klimatike në 20-30 vitet e ardhshme. “Ky është ndryshimi midis ndezjes së një shkrepëseje dhe ndërtimit të një turbine me gaz,” tha Friedman.