クリーンで無限のエネルギーの未来

主要な取り組み

• 5 月 XNUMX 日、カリフォルニア州の国立点火施設の米国の科学者は、核融合反応から、投入したエネルギーよりも多くのエネルギーを生成しました。
• 実験結果は、地球上の太陽の力を解き放つためのXNUMX年にわたる探求における大規模な核エネルギーのブレークスルーです
• より多くの研究と財政的投資により、研究者は、私たちが 100% クリーンで無限のエネルギーを生産するのに XNUMX 年以内にいると信じています。

「5 年 2022 月 XNUMX 日月曜日は、科学において重要な日でした。」

この控えめな発言は、13 月 XNUMX 日の記者会見で、国家核安全保障局 (NNSA) の次官であるジル・フルビーによって行われました。

主題: カリフォルニア州のローレンス リバモア国立研究所 (LLNL) の国立点火施設 (NIF) における核エネルギーのブレークスルー。

ホワイトハウスの科学技術政策局長である Arata Prabhakar 博士は、この成果を「科学的マイルストーン」および「信じられないほどのエンジニアリングの驚異」として歓迎しました。

「研究を進め、複雑な工学システムを構築し、双方が互いに学び合うというこの二重性は、私たちが本当に大きく難しいことを行う方法であり、これは単なる美しい例です」と彼女は付け加えました.

核融合反応による正味のエネルギー増加は、人類史上初です。 より多くの研究が行われている間（a たくさん より多くの研究が必要です) 技術を再現可能で、拡張可能で、より効率的にするには、クリーン エネルギーへの道のりで不可欠なステップです。

そして投資家にとって、それは何十年にもわたって摘み取る機が熟していることを表しています。

核融合とは？

核融合は、原子を単一のより大きな原子に結合することを含みます。 このプロセスは膨大な量のエネルギーを生成し、太陽を駆動する核となる反応です。

核融合は、原子力発電所で使用されるプロセスである核分裂とは異なります。 核分裂は原子を結合するのではなく分割し、その過程で危険な放射性廃棄物を生成します。

対照的に、核融合ははるかに効率的で、ほとんど廃棄物を生成せず、地面に埋まっている放射性物質よりも、海水に含まれる水素原子をすぐに利用できます。 そのため、住宅から製造工場まで、あらゆるものに電力を供給する理想的な候補となります。

核融合が XNUMX 世紀前に発見されて以来、科学者たちは実験室でその仕組みを解き明かし、再現しようと競い合ってきました。 しかし、放出するエネルギーよりも少ないエネルギーを必要とする核融合反応、つまり点火と呼ばれるプロセスを実行することは、科学者を避けてきました…

今まで。

一言で言えば、核エネルギーのブレークスルー

XNUMX 月の核エネルギーのブレークスルーは、「熱核慣性核融合」と呼ばれるプロセスを使用する国立点火施設で発生しました。

基本的に、3.5 億ドルのレーザー複合施設は、小さなカプセルに 192 個のレーザーを発射します。 カプセルには XNUMX つの水素同位体が含まれており、エネルギーを浴びるとすぐに気化します。 融合プロセスは膨大な量のエネルギーを放出します。

過去には、レーザーからのエネルギー入力は、核融合反応からのエネルギー出力をはるかに超えていました。 しかし、5 月 XNUMX 日、研究者たちは新しいことを試みました。

彼らが使用したカプセルの周りのシェルは、過去の実験よりも厚く、小さな欠陥が実験に与える影響が少ないことを意味します。 このシンプルで信じられないほど再現可能な変更により、信じられないことが起こりました。

NNSA の防衛プログラム担当副管理者である Marvin Adams 博士は、火曜日の記者会見でこのプロセスについて説明しました。 彼は、このプロセスは、「BB の直径の約半分」という小さなカプセルを含む球形のシリンダーから始まったことに注目しました。

「シリンダーの両端から192本のレーザー光線が入り、内壁にぶつかりました…。 壁からのX線が球状のカプセルに当たりました。 カプセル内の核融合燃料が絞り出され、核融合反応が始まりました。 これはすべて、100回前に発生しました。 しかし先週、彼らは初めて、核融合燃料が点火するのに十分な時間、十分に熱く、十分に密度が高く、十分に丸いままになるようにこの実験を設計しました. そして、レーザーが蓄積したよりも多くのエネルギーを生成しました。 約 2 メガジュールで、約 3 メガジュールが出力されます。 1.5 のゲイン。」

この突破口の重要性

1.5 のゲインは小さく聞こえますが、エネルギー的には小さいです。 しかし、重要なのは反応の大きさではなく、それが起こったということです すべてで.

5 月 XNUMX 日の核融合のブレークスルーは、XNUMX 世紀にわたる研究、資金提供、失敗の集大成でした。 今日から商業化までには多くのステップがありますが、このステップがなければ、エネルギー源としての核融合は SF のギミックに過ぎませんでした。 今日、それは現実です。

そして、核融合を多用する未来の長期的な可能性は、単に驚くべきものです。 石炭や化石燃料とは異なり、核融合反応では CO2 排出やその他の副産物が発生しません。 また、宇宙で最も豊富な元素である水素で動作するため、その生産能力は事実上無限です。

これだけのエネルギーがあれば、排出量を減らすだけでなく、元に戻すことができます。

無制限の電力があれば、気候変動の解決策からより優れたラップトップに至るまで、あらゆる種類の技術をより速く、より安く、よりクリーンに進めることができます。

核融合エネルギーは、エネルギーの停電を緩和し、水処理プラントに電力を供給し、ゴミをリサイクルして処分するためのより良い方法を発見するのに役立ちます.

新しい技術は大気中の CO2 を大規模に除去し、気候変動を緩和し、汚染による人的被害を減らすことができます。

バッテリー技術は進歩する可能性があり、家庭や車両などにクリーンエネルギーの生産と貯蔵を大量に採用できるようになる可能性があります。

大規模かつ長期的な規模で、核融合エネルギーは人類の排出物を排除し、よりクリーンで、より環境に優しく、より健康的な地球を実現する可能性があります。

少し理想主義的に聞こえるかもしれませんが、あなたは間違っていません。 しかし、核融合エネルギーの見通しは、50 年前には理想主義的でした。 今月、科学者たちは核融合が可能であることを証明しました。 他の長期的なメリットも実現できないのはなぜですか?

これは投資家にとってどういう意味ですか？

しかし、核融合の未来が現実になる前に、エネルギー空間にはさらに多くの研究と革新が必要です。

時間と技術がカギ

記者会見では、核エネルギーの突破口となったレーザー アレイが 40 年前の技術に基づいていることが明らかになりました。 最新のレーザーはより強力であるだけでなく、より効率的でもあります。つまり、核融合エネルギーの増加がすぐ近くにあるということです。

LLNL ディレクターの Dr. Kim Budil は、ジャーナリストや投資家に核融合は XNUMX 週間どころか XNUMX 年先でもないことを念入りに念を押した。 プロセスには時間がかかります。

「科学だけでなく、テクノロジーにも非常に大きなハードルがあります」と彼女は言いました。 「これは一度着火した XNUMX つのカプセルであり、商用の核融合エネルギーを実現するには、多くのことを行う必要があります。 XNUMX分間に非常に多くの核融合点火イベントを生成できなければならず、それを可能にするためのドライバーの堅牢なシステムが必要です。」

しかし、彼女はまた、核融合による未来が把握できるというより楽観的でもあります.

「[それは]おそらく、私たちが以前言っていたXNUMX年後ではありません」と彼女は付け加えました. 「それは前景に移動していると思います。 数十年にわたる研究と投資により、私たちは発電所を建設できる立場に立つことができます。」

財政的投資はより迅速な商業化を促進することができます

LLNL は、原子力エネルギーのブレークスルーを実現するために、公的補助金と資金に大きく依存していました。 しかし、米国エネルギー長官のジェニファー・グランホルムは、核融合を実現するには民間と公的研究の両方が必要であると考えています.

「私たちは、民間の資金調達コミュニティの間で大きな関心が寄せられていることを知っています…そして私たちはそれを奨励します」と彼女は火曜日の記者会見で語った. 「これは、それが可能であることを示しています。それは常に疑問でした。あなたはそこにたどり着けますか?」

「そのしきい値を超えることで、[科学者] は、より優れたレーザー、より効率的なレーザー、より優れた封じ込めカプセルなどに取り組み始めることができます。[これらは] モジュール化して商業規模にするために必要なものです。」

幸いなことに、民間部門は乗り込んでいます。 キム・ブディル氏は、多くの民間企業が、従兄弟である磁気核融合とともに慣性核融合の生産を検討していると指摘しました。 (磁気核融合では、強力な磁石を使用してプラズマを特定の形状に閉じ込めるドーナツ型の装置であるトカマクを使用します。)

Budil 氏は、磁気核融合が「少し先行」しており、今月の着火ブレークスルーまでの間に、現在の技術的な「アプローチのポートフォリオを持つことは、本当に素晴らしい場所である」と考えています。

彼女は、「これらのコミュニティは互いに栄養を与え合い、学び、この分野を進歩させ続け、核融合発電所への道に加えて、両方の分野から多くの技術が成長するでしょう」と付け加えました。

核融合のブレークスルーを利用する

記者会見で、Arata Prabhakar は聴衆と考えを共有しました。

「私はまた、知ることから実行するまでの旅がどれくらいかかるかについても考えてきました」と彼女は言いました. 「なぜなら、それが核融合であることが判明してからXNUMX世紀が経ったからです. そしてその世紀には、非常に多くのさまざまな進歩があり、最終的には、実験室でこの制御可能な方法でその核融合活動を再現できるようになりました。」

時間は、たとえ数十年単位であっても、投資家がよく知っている概念です。 お金を稼ぎ、お金を投資し、それらの投資の結果を見るには時間が必要です。

核融合が商業規模で実現できれば、それは人類にとって無限のエネルギーを意味し、そこにとどまっている投資家にとっては莫大な収益の可能性があります。

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そして、LLNL ディレクターの Kim Budil が火曜日に語ったように、「核融合エネルギーへの道における科学と技術の課題は気が遠くなるようなものですが、一見不可能に思えることを可能にするのは、私たちが最高の状態にあるときです。」

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