فیزیکدانان آمریکایی به شاهکاری دست یافته اند که جهان بیش از 60 سال در پی آن بوده است: تولید انرژی از همجوشی بیش از آنچه برای ایجاد واکنش لازم است. همجوشی که ” جام مقدس” انرژی نامیده می شود، پتانسیل ایجاد انرژی بدون کربن نامحدود را دارد.
این نقطه عطف در مرکز احتراق ملی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (NIF) در کالیفرنیا در 5 دسامبر به دست آمد. مقامات وزارت انرژی ایالات متحده امروز این خبر را اعلام کردند و آن را “یک دستاورد تاریخی و در نوع خود” خواندند.
جنیفر گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده در بیانیه ای گفت: این پیشرفت بدون شک باعث اکتشافات بیشتر خواهد شد.
بسیاری از این اکتشاف – و تجاری‌سازی این فناوری – می‌تواند در شمال غربی اقیانوس آرام، خانه چندین شرکت نوظهور انرژی همجوشی، انجام شود.
رابین لنگتری، مدیر عامل شرکت استارت آپ همجوشی Avalanche Energy مستقر در سیاتل، گفت: «هر آمریکایی باید افتخار کند که این موفقیت توسط کشور ما به دست آمده است.
برای دهه‌ها، دانشمندان توانسته‌اند همجوشی ایجاد کنند، واکنشی که در آن اتم‌ها با سرعتی فوق‌العاده به یکدیگر برخورد کرده و به هم می‌چسبند. این عمل از همجوشی اتم ها با یکدیگر انرژی آزاد می کند، اما تا کنون برای ایجاد همجوشی انرژی بیشتری نسبت به تولید نیاز داشته است. تیم NIF به چیزی دست یافت که “پیشرفت انرژی علمی” نامیده می شود.
محققان آزمایشگاه ملی کالیفرنیا از پرانرژی ترین لیزر جهان برای ایجاد اشعه ایکس استفاده کردند که یک کپسول سوخت را منفجر کرد تا پلاسما یا گاز فوق گرم تولید کند که همجوشی را مشتعل می کند.
اما این تنها راه انجام آن نیست. پنج شرکت در شمال غربی اقیانوس آرام برای تجاری سازی منبع انرژی کار می کنند که هر کدام از استراتژی های تولید همجوشی متفاوتی استفاده می کنند. این گروه شامل بهمن ایالت واشنگتن، هلیون انرژی، زاپ انرژی و سی تی فیوژن و همچنین جنرال فیوژن بریتیش کلمبیا است.
برخی از شرکت ها از فناوری دانشگاه واشنگتن و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام استفاده می کنند که به ارائه تخصص و تحقیق ادامه می دهند.
Langtry و بسیاری دیگر – از جمله آنها در NIF – هشدار دادند که محققان هنوز تا توانایی تولید انرژی مقرون به صرفه و استفاده از آن برای شبکه برق فاصله زیادی دارند.
سنگ بنای NIF آنقدرها لحظه کیتی هاوک نبود که برادران رایت با هواپیمای خود یک پرواز طولانی مدت معروف انجام دادند. لنگتری گفت که نتایج جدید به آزمایش‌های تونل باد رایت بسیار نزدیک‌تر است، جایی که آنها توانایی خود را برای دستیابی به بلند کردن در یک آزمایش کنترل‌شده به دقت تنظیم کردند.
او پیش بینی می کند که پیشرفت های بیشتری در راه است.
لانگتری روز سه شنبه به brooztechnology گفت: “شما طی پنج تا 10 سال آینده شاهد پیشرفت ها و اعلامیه های بیشتری خواهید بود، که در نهایت با معرفی کیتی هاوک به عنوان یک ماشین همجوشی انرژی خالص انجام می شود.”
دیوید کرتلی، مدیر عامل هلیون، این هیجان را تکرار کرد. او گفت: «جهان بیش از هر زمان دیگری به استفاده از همجوشی نزدیک شده است.
او افزود: «اگرچه NIF بر تولید انرژی تجاری تمرکز نمی‌کند، اما تحقیقات آنها برای شرکت‌های همجوشی تجاری مانند Helion با کاهش ریسک و کاوش در فیزیک کلیدی که برای همه فرآیندهای همجوشی صادق است، مفید است.»
Helion مستقر در Everett در حال ساخت هفتمین نمونه اولیه همجوشی خود به نام Polaris است که امیدوار است حتی از نقطه عطف NIF نیز فراتر رود. تا سال 2024، هدف Polaris گرفتن انرژی حاصل از همجوشی و تولید برق خالص است.
ما هنوز کار زیادی برای انجام دادن داریم تا همجوشی را به یک منبع انرژی عملی تبدیل کنیم، اما نتیجه امروز گام مهمی در این راه است.»
برایان نلسون، مدیر ارشد فناوری Zap نیز بین پیشرفت NIF و تجاری سازی تمایز قائل شد.
نلسون گفت: «ما هنوز کار زیادی برای انجام دادن داریم تا همجوشی را به یک منبع انرژی عملی تبدیل کنیم، اما نتیجه امروز گام مهمی در این راه است.
آزمایش NIF 3.15 مگاژول (MJ) انرژی همجوشی تولید کرد که نیاز به ورودی 2.05 MJ با لیزر دارد.
مارک هرمان، معاون مدیر برنامه در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور توضیح داد، اما برای پرتاب لیزر باید 300 مگا ژول از شبکه می کشید.
هرمان که در پانل اعلام این خبر صحبت کرد، گفت: «لیزر برای کارآمدی طراحی نشده است، لیزر به گونه‌ای طراحی شده است که تا حد امکان به ما آب بدهد تا این شرایط شگفت‌انگیز را در آزمایشگاه ایجاد کنیم. بنابراین مراحل بسیار زیادی وجود دارد که باید برای رسیدن به همجوشی اینرسی به عنوان یک منبع انرژی انجام شود.
گرگ تواینی، مدیرعامل جنرال فیوژن نیز به تولید برق چشم دوخته است.
او روز سه‌شنبه گفت: «این اعلامیه نقطه اوج سال‌ها پیشرفت فزاینده است، و اکنون بر عهده شرکت‌هایی مانند ماست که ماشین‌های عملی تولید برق طراحی کنند که بر موانع فروپاشی نوترون، انتقال حرارت و تولید سوخت غلبه کنند.»
جنرال فیوژن – که 20 سال پیش تاسیس شد و قدیمی ترین تجارت فیوژن در شمال غرب اقیانوس آرام است – در حال ساخت یک ماشین نمایشی در بریتانیا است که قرار است در سال 2025 عملیاتی شود و قادر به تولید “محیط مناسب برای یک نیروگاه” باشد. . این شرکت قصد دارد فناوری خود را تا اوایل دهه 2030 تجاری کند.
درک ساترلند، مدیر عامل CTFusion مستقر در سیاتل نیز از این خبر NIF استقبال کرد.
او گفت: “اگر تا به حال به ورود به بخش انرژی هسته ای فکر کرده اید، اکنون بهترین زمان برای انجام آن است.”