Wiki hii, habari ziligonga vichwa vya habari kote ulimwenguni kwamba Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Livermore, huko California, imepata hatua hiyo muhimu ya kihistoria katika muunganisho kwa kuzalisha kinu cha Kituo cha Kitaifa cha Kuwasha (NIF, kwa kifupi chake kwa Kiingereza) kinahitaji nishati zaidi toa majibu. Kitu ambacho huleta ubinadamu hatua moja karibu na ujuzi wa nishati isiyo na kikomo, endelevu ambayo kwa kawaida 'huwasha' nyota, lakini ambayo sisi hapa Duniani bado tuko katika mchakato wa kuimarika kikamilifu.
Mafanikio hayo yamewezekana kutokana na kituo cha ghorofa kumi chenye ukubwa wa viwanja vitatu vya soka na kazi ya miaka 60. Hata hivyo, sio mradi pekee unaolenga kuzalisha nishati inayotoka kwenye Jua letu kila siku na ambayo inaweza kuwa jibu la mabadiliko ya hali ya hewa.
Bila shaka, kwa sababu ya uwezo wake na ushiriki wa kimataifa, kumbukumbu ya ulimwengu ni Reactor ya Majaribio ya Kimataifa ya Thermonuclear (ITER), mradi mkubwa ambao nchi za Jumuiya ya Ulaya, Japan, Merika, Korea Kusini, India, Urusi na Uchina.
Wote walitia saini makubaliano mnamo 2006 kuunda huko Cadarache (Ufaransa) mfano wa kinu zaidi kuwahi kujengwa ambayo inathibitisha kwamba, kwa hakika, nishati ya muunganisho ni chanzo cha nishati kinachoweza kutumika. Inatofautiana na NIF, juu ya yote, kwa njia yake ya kusimamia kuunda upya shinikizo na hali ya joto ya nyota katika maabara zetu: wakati ile ya Amerika Kaskazini inategemea mfumo wa kufungwa kwa inertial, njia ambayo inachukua faida ya mihimili ya nguvu Kwa kutumia leza kukandamiza deuterium na tritium nuclei ndani ya duara ndogo kuliko pea, ITER hutumia sumaku kubwa, zenye nguvu - kizuizi cha sumaku - kudhibiti plasma ya moto ambayo umeme huzalishwa katika chombo kikubwa chenye umbo la donati. kuvuja kwa nishati inayotamanika.
Na, kwa njia hii, inatumai kuifanya kwa ufanisi zaidi kuliko NIF: wakati jaribio la Livermore litaweza kutoa mara mbili ya nishati ambayo majibu yalihitaji kusababisha, ITER iliahidi kuongeza faida hii kwa hadi mara kumi. Na sio hivyo tu, lakini lengo lake ni kupanua rekodi hadi sekunde 500 kwa nguvu ya juu (zaidi ya dakika 8) na hadi 1.500 kwa nguvu ya kati (dakika 25) kazi ambayo mtambo wa NIF umedumisha tu (hadi sasa) chache tu. mabilioni ya sekunde. Hata hivyo, bado ni katika ujenzi wa 80% na majaribio hayataanza, angalau, hadi 2028. Kipindi, basi, kwa sasa, kwa wale wa NIF.
dau la ulaya
"Lakini hakuna ushindani," alisema Eleonora Viezzer, profesa wa Atomiki, Molecular na Fizikia ya Nyuklia katika Chuo Kikuu cha Seville. “Furaha yetu kwao; Si mafanikio ya wachache, ni kitu kizuri kwa jamii nzima”. Viezzer, aliyetambuliwa hivi majuzi na moja ya Tuzo za Fizikia zilizofadhiliwa na BBVA Foundation na Jumuiya ya Kifalme ya Kihispania ya Fizikia (RSEF), amefanya kazi na vinu kadhaa vya majaribio vilivyopo, pamoja na Jiunge na Torus ya Uropa (JET) , kadi ya tarumbeta ya Uropa. kwa kutokuachwa nyuma katika kutafuta 'grail takatifu' ya nishati. Na kwa sasa hakuna kinachoendelea vibaya, kwa sababu JET, aina ya 'miniature' ITER -specifically, mfano wa tokamak mara kumi ndogo-, iliweza Februari iliyopita kutoa megajoules 59 kwa sekunde 5.
Wakati ambao unaweza kuonekana kuwa mdogo, lakini katika suala la utafiti wa fizikia, ni kama vile plasma 'iliganda'. Jambo ambalo pia limetokea kidogo kuhusu urasimu unaosimamia kinu hiki 'kidogo', ambacho, ingawa kinasimamiwa na muungano wa EUROfusion wa Ulaya, kinapatikana katika eneo la Brexit, hasa katika jiji la Culham, karibu na Oxford. “Hata hivyo, ni jambo ambalo linajitokeza katika ngazi ya utawala; Kwa wenzetu hatuangalii nani anatoka sehemu moja au nyingine, ushirikiano wa kisayansi unabaki pale pale”, Viezzer anadokeza.
JET, pamoja na NIF, ndizo vifaa pekee duniani vinavyofanya kazi na deuterium na tritium, isotopu mbili za hidrojeni ambazo huchochea athari za muunganisho. Deuterium ni rahisi kupata: iko kwenye maji ya bahari; Hata hivyo, tritium ni kipengele ngumu zaidi kupata: katika siku zijazo tu majibu ya muunganisho katika kufuli ambayo yanatolewa 'in situ' yatafikiwa, kwa maana sasa ni muhimu kuitoa kutoka kwa lithiamu.
Kwa hivyo, muunganisho wa nyuklia unawasilishwa kama chanzo kisicho na kikomo, safi na endelevu cha mazingira, kwani haitoi taka ya muda mrefu ya mionzi. Tofauti na mgawanyiko wa nyuklia, katika muunganisho wa nyuklia, pamoja na kutoa taka ya mionzi ya muda mrefu, haiwezekani kimwili kwa sehemu sawa na ile ya Chernobyl au Fukushima kutokea, lakini katika tukio la kuanguka, majibu yatajizima yenyewe.
Mradi mwingine bora ni SPARC, katika vituo vya Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts (MIT). Makampuni kadhaa na watu binafsi (miongoni mwao, muundaji wa Microsoft, Bill Gates; na mkuu wa Amazon, Jeff Bezos), wameweka kamari kwa nguvu juu ya mtindo huu kulingana na sumaku za juu za joto la juu kwamba waundaji wake wanathibitisha kwamba wataunda "sumaku. uwanja wenye nguvu zaidi kuwahi kuundwa Duniani. Kwa kweli, wana uhakika sana hivi kwamba wanaahidi watakuwa na mfano ambao unaweza kuunda upya hatua muhimu ya NIF, ingawa wakati huu katika kifaa cha kufungwa kwa sumaku, tayari kufikia 2025.
"Ni muhimu kutambua kwamba SPARC sio kiboreshaji cha uzalishaji wa umeme, lakini jaribio la kisayansi na kiteknolojia ambalo msaidizi wetu atajaribu kuboresha vinu vya siku zijazo, kuhalalisha mifano yetu na kuonyesha kuwa muunganisho unawezekana na unaahidi. ", Pablo Rodríguez-Fernández, mtafiti wa kisayansi katika Kituo cha MIT cha Sayansi ya Plasma na Fusion katika mradi wa SPARC, alielezea ABC. "Hatua hii, kabla ya mtambo wa uzalishaji wa nguvu, ni muhimu sana, kwa kuwa majaribio ambayo tumefanya kwa miaka mingi bado yako mbali na mifumo ya kimwili ambayo ni muhimu katika mitambo ya uzalishaji wa umeme, hivyo kuwa na hatua ya kati, kama vile SPARC na ITER. , ni muhimu.”
'jua' za Asia
Sio tu ulimwengu wa magharibi una jua zake za bandia. Asia pia inavutiwa sana na nishati hii mpya. Japani - kwa ushirikiano wa Ulaya - itazindua JT-60SA katika miezi ijayo. Ipo katika Mkoa wa Ibaraki, itakuwa ya aina ya tokamak, kama vile JET. Lakini itazidi saizi yake, kwa hivyo itakuwa mfano mkubwa zaidi katika darasa lake hadi ITER ifungue.
Kwa upande wake, Uchina ina miundo kadhaa, ingawa ya juu zaidi ni kinu cha juu cha majaribio cha tokamak, MASHARIKI. Mashine hii inayofanya kazi peke yake na deuterium inasukumwa hadi kikomo na wanasayansi na imeweza kudumisha joto la plasma la nyuzi milioni 120 za Celsius kwa sekunde 101; na kurefusha hadi sekunde 1.056 (dakika 17) kwa joto la chini kabisa: nyuzi joto milioni 70. Katika wiki ya MASHARIKI, Korea Kusini imeunda mfano wa KSTAR, ambao mnamo Januari 2021 ulikuwa na uwezo wa kufikia nyuzi joto milioni 100 kwa sekunde 20.
Ni muhimu kufafanua kwamba prototypes hizi zote bado ni majaribio: yaani, kwa sasa hakuna hata mmoja wao anayehamisha nishati iliyoundwa kwa, kwa mfano, mtandao wa umeme wala sio mitambo ya fusion ya kibiashara. Kwa hilo, tutalazimika kusubiri, angalau, hadi miaka kumi ijayo, kulingana na wataalam. "Ni vigumu kukadiria ni lini itawezekana kuwa na muunganiko kama chanzo cha nishati," anasema Rodríguez-Fernández. Walakini, kwa ufadhili wa kibinafsi unaokuja kwa muunganisho na maendeleo ambayo yametokea katika miaka ya hivi karibuni, nadhani karibu nusu ya pili ya miaka ya 2030 itakuwa wakati tutaona prototypes za kwanza za uzalishaji wa umeme. Viezzer anakubali: "Bila shaka, tuko kwenye wakati muhimu na wa kusisimua sana katika uwanja wa muunganisho. Nadhani tutakuwa kizazi kitakachoona chanzo hiki kipya cha nishati kikianza."
