در یک پیشرفت علمی و مهندسی چشمگیر، محققان آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور در منطقه خلیج اخیراً به هدف طولانی مدت تولید یک واکنش همجوشی هستهای دست یافتند که انرژی بیشتری نسبت به تزریق مستقیم به یک ظرف رآکتور کوچک تولید میکرد. در همان روز بعد، صاحب نظران در سراسر طیف سیاسی این پیشرفت را به عنوان منادی عصر جدیدی در تولید انرژی تبلیغ میکردند که نشان میداد آینده انرژی همجوشی بی حد و حصر و کمتأثیر شاید چند دهه دیگر باشد. با این حال، در واقعیت، همجوشی هستهای از نظر تجاری بادوام فقط بینهایت نزدیکتر از دهه 1980 است، زمانی که یک واکنش همجوشی محدود - یعنی در خورشید یا از یک بمب رخ نمیدهد - برای اولین بار به دست آمد.
در حالی که اکثر نویسندگان صادق حداقل موانع موجود بر سر راه ادغام در مقیاس تجاری را تصدیق کرده اند، آنها معمولاً هنوز آنها را دست کم می گیرند - به همان اندازه که امروزه در دهه 1980 وجود دارد. به ما گفته شده است که یک واکنش همجوشی باید «در هر ثانیه چند بار» رخ دهد تا مقادیر قابل استفاده انرژی تولید شود. اما انفجار انرژی از راکتور همجوشی LLNL در واقع فقط یک دهم نانوثانیه دوام آورد - این ده میلیاردم ثانیه است. ظاهراً سایر واکنشهای همجوشی (با اتلاف انرژی خالص) برای چند نانوثانیه عمل کردهاند، اما این واکنش را بازتولید میکنند. بیش از یک میلیارد بار هر ثانیه بسیار فراتر از آن چیزی است که محققان حتی به آن فکر می کنند.
به ما گفته می شود که راکتور حدود 1.5 برابر مقدار انرژی ورودی تولید می کند، اما این تنها انرژی لیزری را که در واقع به کشتی راکتور برخورد کرده است، محاسبه می کند. آن انرژی که برای تولید دمای بیش از صد میلیون درجه ضروری است، محصول مجموعه ای از 192 لیزر پرقدرت بود که به خوبی نیاز داشت. بیش از 100 برابر انرژی عمل کند. سوم، به ما گفته می شود که گداخت هسته ای روزی مناطق وسیعی از زمین را که در حال حاضر برای بهره برداری از تاسیسات انرژی خورشیدی و بادی مورد نیاز است آزاد خواهد کرد. اما کل تأسیسات مورد نیاز برای قرار دادن 192 لیزر و سایر تجهیزات کنترلی لازم به اندازه کافی بزرگ بود که شامل سه زمین فوتبال باشد، حتی اگر واکنش همجوشی واقعی در یک ظرف طلا یا الماس کوچکتر از یک نخود انجام شود. همه اینها فقط برای تولید معادل حدود 10-20 دقیقه انرژی است که توسط یک خانه کوچک معمولی استفاده می شود. واضح است که حتی ارزانترین سیستمهای خورشیدی پشت بام هم میتوانند کارهای بیشتری انجام دهند. و گروه پروفسور مارک جاکوبسون در دانشگاه استنفورد محاسبه کرده است که تبدیل کل به باد، آب و انرژی خورشیدی ممکن است به همان اندازه زمینی را مصرف کند که در حال حاضر توسط زیرساخت های سوخت فسیلی جهان اشغال شده است.
کارل گروسمن منتقد قدیمی هسته ای نوشت: کانتر تازه از بسیاری از موانع احتمالی برای افزایش مقیاس راکتورهای همجوشی، حتی در اصل، از جمله رادیواکتیویته بالا، خوردگی سریع تجهیزات، نیازهای بیش از حد آب برای خنک کردن، و احتمال خرابی اجزایی که نیاز به کار در دماها و فشارهای غیرقابل تصور دارند. منبع اصلی او در مورد این مسائل دکتر دانیل جاسبی است که به مدت 25 سال ریاست آزمایشگاه تحقیقاتی پیشگامان همجوشی پرینستون را بر عهده داشت. آزمایشگاه پرینستون، همراه با محققان در اروپا، توسعه یک دستگاه رایجتر برای دستیابی به واکنشهای همجوشی هستهای را هدایت کردهاند، یک کشتی کروی یا دونات شکل که به نام توکامک شناخته میشود. توکاماک ها که حاوی حجم بسیار بیشتری از گاز بسیار یونیزه شده (در واقع یک پلاسما، یک حالت اساسا متفاوت از ماده) هستند، واکنش های همجوشی بسیار حجیم تری را برای چندین ثانیه در یک زمان به دست آورده اند، اما هرگز به تولید انرژی بیشتر از آنچه تزریق می شود نزدیک نشده اند. به رآکتور
واکنش همجوشی با واسطه لیزر که در LBL به دست آمد در آزمایشگاهی به نام تأسیسات احتراق ملی رخ داد که کار خود را در مورد همجوشی برای انرژی تبلیغ می کند، اما در درجه اول به تحقیقات تسلیحات هسته ای اختصاص دارد. پروفسور ام وی رامانا از دانشگاه بریتیش کلمبیا که مقاله های اخیر در تازه احیا شده ارسال شد ZNetworkتوضیح میدهد که «NIF بهعنوان بخشی از برنامه نظارت بر ذخایر مبتنی بر علم راهاندازی شد، که باج پرداختی به آزمایشگاههای تسلیحات هستهای ایالات متحده برای چشم پوشی از حق آزمایش پس از امضای معاهده ممنوعیت جامع آزمایش توسط ایالات متحده بود» در سال 1996. "راهی برای ادامه سرمایه گذاری در نوسازی سلاح های هسته ای، البته بدون آزمایش های انفجاری، و پوشاندن آن به عنوان وسیله ای برای تولید انرژی "پاک" است. رامانا به مقاله ای در سال 1998 اشاره می کند که توضیح می دهد که چگونه یکی از اهداف آزمایش های همجوشی لیزری تلاش برای ساخت بمب هیدروژنی است که برای مشتعل کردن آن به بمب شکافت معمولی نیاز نداشته باشد و به طور بالقوه نیاز به اورانیوم یا پلوتونیوم بسیار غنی شده در سلاح های هسته ای را از بین ببرد.
در حالی که برخی از نویسندگان آینده راکتورهای همجوشی هستهای را پیشبینی میکنند که روی آب دریا کار میکنند، سوخت واقعی برای آزمایشهای توکاماک و همجوشی لیزری از دو ایزوتوپ منحصربهفرد هیدروژن به نام دوتریوم - که یک نوترون اضافی در هسته خود دارد - و تریتیوم - با دو ایزوتوپ اضافی تشکیل شده است. نوترون ها دوتریوم پایدار و تا حدودی رایج است: تقریباً از هر 5 تا 6000 اتم هیدروژن در آب دریا یک اتم در واقع دوتریوم است و یک عنصر ضروری (به عنوان جزئی از "آب سنگین") در راکتورهای هسته ای معمولی است. با این حال، تریتیوم رادیواکتیو است و نیمه عمر آن دوازده سال است و معمولاً یک محصول جانبی گران قیمت (30,000 دلار در هر گرم) از نوع غیرمعمول راکتور هستهای به نام CANDU است که عمدتاً امروزه در کانادا و کره جنوبی یافت میشود. با توجه به اینکه نیمی از راکتورهای CANDU در حال کار برای بازنشستگی در این دهه برنامه ریزی شده اند، منابع تریتیوم موجود احتمالاً قبل از سال 2030 به اوج خود می رسد و تأسیسات همجوشی آزمایشی جدید در حال ساخت در فرانسه تقریباً منابع موجود را در اوایل دهه 2050 تمام می کند. این نتیجه گیری الف است مقاله بسیار آشکار که در ظاهر شد علم ماه ژوئن گذشته، ماهها قبل از آخرین پیشرفت فیوژن. (من متعاقباً فهمیدم که بیشتر این داده ها برای اولین بار برای مخاطبان غیر متخصص در نیو انرژی تایمز در سال 2021.) در حالی که آزمایشگاه پرینستون به سمت بازیافت تریتیوم بالقوه پیشرفت کرده است، محققان همجوشی همچنان به شدت به کاهش سریع منابع وابسته هستند. سوختهای جایگزین برای راکتورهای همجوشی نیز بر اساس هلیوم یا بور رادیواکتیو در دست توسعه هستند، اما این سوختها به دمای بیش از یک میلیارد درجه برای ایجاد واکنش همجوشی نیاز دارند. آزمایشگاه اروپایی قصد دارد با روشهای جدیدی برای تولید تریتیوم آزمایش کند، اما این روشها همچنین رادیواکتیویته کل فرآیند را به میزان قابل توجهی افزایش میدهند و افزایش تریتیوم تنها 5 تا 15 درصد پیشبینی میشود. هرچه زمان خرابی بین اجرای آزمایشی بیشتر باشد، تریتیوم کمتری تولید خواهد کرد. مقاله Science به نقل از D. Jassby، سابقاً از آزمایشگاه همجوشی پرینستون، میگوید که مشکل تامین تریتیوم اساساً «راکتورهای همجوشی دوتریوم-تریتیوم را غیرممکن میکند».
پس چرا این همه توجه به پتانسیل تصور شده برای انرژی همجوشی چیست؟ این تلاش دیگری از سوی کسانی است که بر این باورند که تنها یک رویکرد در مقیاس بزرگ و مبتنی بر فناوری میتواند جایگزین مناسبی برای زیرساختهای انرژی وابسته به سوختهای فسیلی فعلی ما باشد. برخی از همان منافع همچنان به ترویج ادعاهای نادرست مبنی بر اینکه "نسل جدید" راکتورهای شکافت هسته ای مشکلات دائمی انرژی هسته ای را حل خواهد کرد، یا اینکه جذب و دفن گسترده دی اکسید کربن از نیروگاه های فسیلی این امکان را فراهم می کند که اقتصاد مبتنی بر فسیل را در آینده تداوم بخشد. پرداختن سیستماتیک به این ادعاها از حوصله این مقاله خارج است، اما واضح است که وعده های امروزی برای نسل جدیدی از راکتورهای "پیشرفته" تفاوت زیادی با آنچه در دهه های 1980، 90 یا اوایل دهه 2000 می شنویم، ندارد.
افشاگر هسته ای آرنی گاندرسن به طور سیستماتیک در معرض دید قرار گرفته است نقص در طراحی راکتور "جدید" که در حال حاضر توسط بیل گیتس مورد علاقه است، توضیح می دهد که فناوری زیربنایی خنک کننده با سدیم مانند راکتوری است که "تقریباً دیترویت" را به دلیل ذوب نسبی در سال 1966 از دست داد و مکرراً مشکلاتی را ایجاد کرده است. در تنسی، فرانسه و ژاپن. زیرساختهای انرژی هستهای فرانسه، که مدتها به عنوان الگویی برای آینده مطرح میشد، به دلیل افزایش دمای جهانی، به طور فزایندهای با مشکلات تجهیزات، هزینههای گزاف و خنک نبودن برخی از منابع آب خنککننده دیگر مواجه است. تلاش برای صادرات فنآوری هستهای فرانسه به فنلاند بیش از بیست سال بیشتر از زمان پیشبینیشده، با چندین برابر هزینه برآورد شده اولیه، طول کشید. در مورد جذب کربن، ما می دانیم که تعداد بی شماری از آزمایش های جذب کربن با یارانه بالا شکست خورده اند و اکثریت قریب به اتفاق COXNUMX2 در حال حاضر از نیروگاه ها برای "بازیابی پیشرفته نفت" استفاده می شود، یعنی افزایش کارایی چاه های نفت موجود. خطوط لوله ای که برای جمع آوری CO مورد نیاز است2 و دفن آن در زیر زمین با کل زیرساخت فعلی برای لوله کشی نفت و گاز قابل مقایسه خواهد بود و تصور دفن دائمی احتمالاً یک رویا خواهد بود.
در همین حال، میدانیم که ساخت تأسیسات جدید انرژی خورشیدی و بادی نسبت به نیروگاههای جدید با سوخت فسیلی ارزانتر است و در برخی مکانها حتی از ادامه راهاندازی نیروگاههای موجود هزینه کمتری دارد. در ماه مه گذشته، کالیفرنیا برای مدت کوتاهی توانست کل شبکه برق خود را با انرژی های تجدیدپذیر راه اندازی کند، نقطه عطفی که قبلاً در دانمارک و استرالیای جنوبی به دست آمده بود. و ما می دانیم که انواع روش های ذخیره انرژی، همراه با مدیریت پیچیده بار و ارتقاء زیرساخت های انتقال، در حال حاضر به حل مشکل متناوب انرژی خورشیدی و بادی در اروپا، کالیفرنیا و سایر مکان ها کمک می کند. در عین حال، آگاهی در مورد اتکای فزاینده فناوری تجدیدپذیر، از جمله باتری های پیشرفته، بر مواد معدنی استخراج شده از سرزمین های بومی و جنوب جهانی در حال افزایش است. بنابراین یک انتقال عادلانه معنادار انرژی باید هم کاملاً تجدیدپذیر باشد و هم افسانههای رشد دائمی را که از دوران سوختهای فسیلی پدید آمدهاند را رد کند. اگر پایان دوران سوختهای فسیلی پایان رشد سرمایهداری در همه اشکال آن را نشان دهد، واضح است که تمام زندگی روی زمین در نهایت ذینفع خواهد بود.
ZNetwork صرفاً از طریق سخاوتمندی خوانندگان آن تأمین می شود.
اهدا