Брифинг в среду: почему прорыв в ядерном синтезе не означает, что мы находимся в энергетической утопии

Исследователи добились прорыва в области ядерного синтеза — технологии, которую рассматривают как возможный революционный альтернативный источник энергии. Фотография: Оливье Дулери/AFP/Getty Images

Доброе утро. Возможно, вам известен ядерный синтез как источник энергии для костюма Железного человека или как основа домашнего энергетического реактора Mr Fusion, который питает, э-э, конденсатор потока в «Назад в будущее». (Если это так, пожалуйста, перестаньте читать, это не информационный бюллетень для ботаников.) Вчера, после того как новость была первоначально опубликована в Financial Times, министр энергетики Джо Байдена Дженнифер Грэнхольм подтвердила научный прорыв в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии. это очень далеко от экзоскелета супергероя или форсированного DeLorean: впервые реакция синтеза произвела больше энергии, чем она потребляет.

Что звучит намного лучше, чем машина времени, если честно. Гранхольм назвал это «одним из самых впечатляющих научных достижений 21 века». Теоретически ядерные термоядерные реакторы однажды могут стать мощным источником энергии без каких-либо связанных с ними выбросов углерода или радиоактивных отходов. Климатический кризис решен, и вместо этого мы все можем вернуться к одержимости Гарри и Меган на Netflix.

Однако, к сожалению, все не так просто. Сегодняшний информационный бюллетень в стиле Гринча (но также очень интересный!) с доктором Майклом Блаком, директором Центра ядерной инженерии в Имперском колледже Лондона, о большом расстоянии от выдающегося прорыва до энергетической утопии и о том, почему термоядерный синтез не будет помогите нам добраться до чистого нуля. Вот заголовки.

Пять больших историй

Убежище | Риши Сунак настаивает на том, что к концу следующего года он сможет закрыть список из почти 100 000 заявлений о предоставлении убежища в рамках плана из пяти пунктов, который включает в себя изменения в законе, которые будут криминализировать, а затем выселят десятки тысяч людей, которые просили убежища после путешествия. в Великобританию на небольших лодках.

Забастовки | Противостояние между британскими министрами, боссами и профсоюзами по поводу заработной платы не показывало никаких признаков разрешения в первый день четырехнедельной запланированной забастовки. Риши Сунак сказал, что правительство не изменит свою позицию в отношении заработной платы в преддверии еще одного дня, когда в среду поезда прервутся.

Strep A| По словам фармацевтов, стоимость антибиотиков, используемых для лечения стрептококка А, за последние недели в Великобритании выросла более чем в десять раз, и многие из них продолжают испытывать трудности с поставками. С середины сентября в Англии от инвазивного стрептококка А умерло 60 человек, в том числе 13 детей.

Пластмассы | Сообщается, что одноразовые пластиковые предметы, включая столовые приборы, тарелки и стаканы из полистирола, будут запрещены в Англии правительством Великобритании после консультации. Тереза ​​Коффи, министр окружающей среды, готова обнародовать планы по поэтапному отказу от этих предметов и замене их биоразлагаемыми альтернативами.

СМИ| Гарри & Компания заявила, что документальный сериал Netflix «Меган» о британском принце Гарри и его жене за первую неделю набрал больше времени просмотра на потоковом сервисе, чем любой другой документальный фильм. Более 28 миллионов домохозяйств посмотрели хотя бы часть сериала.

Подробно: «Предсказывать будущее сложно — предстоит преодолеть огромные препятствия»Техник осматривает оптику внутри несущей конструкции предусилителя в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, 2012 г. Фотография: Дэмиен Джемисон/AP

Прежде чем мы перейдем к оговоркам, доктор Майкл Блак хочет кое-что прояснить. : успех Национальной установки по воспламенению (NIF) правительства США в Калифорнии в получении чистого прироста энергии от реакции синтеза в первый раз впечатляет.

«Это очень впечатляющее научное достижение — это очень, очень сложно сделать», — сказал он. Еще с 1950-х годов ученые стремились реализовать теоретические перспективы той же самой реакции, которая происходит в ядре Солнца. Но старый анекдот о термоядерном синтезе показывает, насколько это было сложно: до него всегда, всегда 30 лет. «Это очень умные люди, которые делают удивительные вещи, — сказал Блак. «Это своего рода святой Грааль».

Что такое ядерный синтез?

В то время как ядерное деление — процесс, происходящий на обычных атомных электростанциях — вырабатывает энергию за счет расщепления тяжелых атомов, таких как уран, термоядерный синтез работает наоборот. Термоядерная реакция превращает легкие элементы, такие как водород, в более тяжелые, такие как гелий, тем самым генерируя больше энергии, чем требуется для производства. (Никола Дэвис объясняет это более подробно.) Этот процесс известен как «зажигание». Помимо очевидного достоинства чистой выработки энергии, «это низкоуглеродистая, она предлагает базовую [то есть постоянную] энергию, в отличие от возобновляемых источников энергии на данный момент, и вам не нужно беспокоиться о том, что она расплавится или произведет ядерные отходы для того же». степени», — сказал Блэк. «Это прекрасное видение».

Что означает это объявление?

Есть два подхода к ядерному синтезу: назовите их пончиками и лазерами. Магнитное удержание — более распространенный и давний метод: представьте себе, если сможете, машину в форме пончика с ядерным топливом внутри, которая удерживается на плаву магнитными полями и нагревается до невероятных температур, пока идет реакция. NIF является одним из небольшого числа объектов, пытающихся сделать что-то другое: инерционное удержание. В лаконичном резюме главного научного руководителя Белого дома Арати Прабхакара вчера: «Они выстрелили из группы лазеров в гранулу топлива [водородной плазмы], и в результате этого термоядерного воспламенения было высвобождено больше энергии, чем энергии лазеров». p>

Шарик, заключенный в алмаз, находится в крошечном золотом цилиндре. Ударив по нему 192 гигантскими лазерами менее чем за 100 триллионных долей секунды при температуре более 3 миллионов по Цельсию, ученым из NIF удалось получить 3 мегаджоуля энергии из 2,05 мегаджоулей, необходимых для осуществления реакции. Но как бы хорошо это ни звучало, существуют очень серьезные препятствия для дальнейшего прогресса.

«Важно сказать, что это не попытка стать термоядерным реактором, это просто попытка чтобы слияние произошло», — сказал Блак. «Но в нем нет почти всего, что нужно для создания жизнеспособного реактора.

«Итак, вложенная энергия привела к большему количеству выходящей энергии, но большое предостережение заключается в том, что это зависит от того, где вы проводите свой периметр: питание самих лазеров требует гораздо больше энергии. Вы должны нарисовать слегка искусственную пунктирную линию вокруг сосуда, чтобы сказать, что есть прибыль». Лазеры могут излучать 2,05 мегаджоуля, но для питания им потребовалось около 500 мегаджоулей энергии, хотя защитники эксперимента говорят, что они не оптимально эффективны и могут быть значительно улучшены.

«Есть также тот факт, что вам нужно, чтобы реакция происходила гораздо чаще», — продолжил он. На данный момент NIF проводит его около десяти раз в неделю. «Это нужно много раз в секунду».

Помимо всего прочего, энергия, производимая в эксперименте NIF, представлена ​​в виде «высокоскоростных нейтронов, рентгеновских лучей, гамма-лучей, лучистого нагрева — ничто из этого само по себе не имеет для нас никакой пользы. Мы должны преобразовать его в то, что может работать». Это очень сложно сделать без перегрева лазеров, которые в первую очередь вызывают реакцию. «И об этой программе работы еще даже не думали».

Магнитное удержание — вариант пончика — возможно, еще не достигло рубежа «больше снаружи, чем внутри». «Но они много лет думали о вещах реального мира. Они как бы, — вы можете услышать боль от этого упрощения в голосе Блака, когда он говорит, — решили проблемы с физикой, и теперь они смотрят прямо на инженерные проблемы».

Означает ли эта новость, что АЭС ближе?

Директор Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса д-р Ким Будил (второй слева) и заместитель руководителя оборонных программ Национальной администрации по ядерной безопасности д-р Марвин Адамс проводят пресс-конференцию, чтобы объявить о прорыве в исследованиях термоядерного синтеза. Фотография: Чип Сомодевилла/Getty Images

Опять же, что-то вроде: что-то с проверенной концепцией ближе, чем что-то без нее. (Артур Таррелл утверждает важность этого шага.) Вчера Дженнифер Грэнхольм заявила, что Джо Байден поставил цель построить «коммерческий термоядерный реактор в течение 10 лет». Что возможно?

«Предсказывать будущее сложно», — признал Блак. «Но я думаю, что я оптимистичен, говоря, что инерционному удержанию на практике понадобится 50 лет — это между 50 годами и никогда. Есть огромные препятствия, которые нужно преодолеть». Ким Будил из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса заявил вчера, что «несколько десятилетий исследований базовых технологий могут дать нам возможность построить электростанцию».

Может быть магнитным заключение работать раньше? «Я тоже думаю, что это амбициозно», — сказал Блак. «Демонстрация к 2050 году — хорошо, это возможно. Но это не означает, что масштабирование рентабельно».

Но поможет ли это достичь нуля?

Некоторые сторонники синтеза скажут, что Блак слишком пессимистично, но даже в лучшем случае сложно рассматривать слияние как полезную часть изменений, необходимых для того, чтобы сделать нулевой баланс реальностью. Чтобы избежать наихудших последствий климатического кризиса, важны кумулятивные выбросы, поэтому даже если к 2050 году термоядерные установки будут запущены в полном объеме, это уже слишком поздно.

Тем не менее, инвесторы в области синтеза, такие как Джефф Безос и Питер Тиль, убеждены в его революционном потенциале. «Есть определенная степень утопического рвения, — сказал Блак. «Вы не миллиардер, достойный этого имени, если вы не инвестируете в амбициозные устройства. То, что это будет означать для достижения нуля к 2050 году, на самом деле ничего не значит. Я действительно иногда беспокоюсь, что это может высосать воздух из других, более жизнеспособных решений».

Итак, есть ли смысл в использовании термоядерной энергии?< /p>

Абсолютно! Во-первых, Блак мог ошибаться: «Возможно, будет сделан значительный шаг вперед, который внезапно изменит ситуацию. Но мы должны быть осторожны, чтобы не переоценить эту возможность».

Тем не менее, ядерный синтез не обязательно должен решать климатический кризис, чтобы быть стоящим. Более реалистичная роль термоядерного синтеза, как пишет Томас Николас в статье 2019 года для журнала Conversation, заключается в том, чтобы «являться источником энергии в постуглеродном обществе». И до тех пор, пока это не станет оправданием для игнорирования безотлагательности единственного реалистичного решения климатического кризиса, быстрого перехода к возобновляемым источникам энергии, не похоже, что это представляет большую конкуренцию за финансирование: общий объем инвестиций в частные компании, работающие над термоядерным синтезом когда-либо составляет около 4,8 млрд долларов, сообщает Fusion Industry Association. Для сравнения, инвестиции в чистую энергетику в 2022 году составили 1,4 трлн долларов, из которых 472 млрд долларов пришлось на возобновляемые источники энергии.

«Ничто из этого не означает, что у термоядерного синтеза нет потенциала», — сказал Блак. «Но вы должны быть в состоянии сказать, что вы собираетесь делать в промежутке». Размышляя о святом Граале, он добавил: «Я не думаю, что они когда-либо его находили, не так ли?»

Подпишитесь на первый выпуск

Бесплатный ежедневный информационный бюллетень< p class="dcr-1yb0gsz">Арчи Блэнд и Нимо Омер рассказывают о главных новостях и о том, что они означают, бесплатно каждое утро в будний день

Примечание о конфиденциальности: Информационные бюллетени могут содержать информацию о благотворительных организациях, интернет-рекламе и контенте, финансируемом сторонними организациями. Для получения дополнительной информации см. нашу Политику конфиденциальности. Мы используем Google reCaptcha для защиты нашего веб-сайта, и применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания Google. Что еще мы читали

Эндрю Грегори и Денис Кэмпбелл провели 33 часа в больнице NHS, и их выводы показали, насколько глубока < strong>кризис в здравоохранении наступил. Nimo

В выпуске TechScape на этой неделе Алекс Херн прочитал «Файлы Twitter»так что не надо. Результатом стало чрезвычайно читаемое исследование одобренного Илоном Маском «упражнения в« прозрачности »», которое также является высоко мотивированной попыткой «повторно оспорить роль компании в культурных войнах прошлых лет». Зарегистрируйтесь в TechScape здесь. Арчи

Зои Уильямс, получив нежелательную задачу заполнить рождественские открытки для своей мамы, узнала серию странных откровений о подругах своей мамы. (включая того, кто спал с отцом Зои). Нимо

Команда H&M, очевидно, но Марина Хайд улавливает странное безжалостное качество вездесущности Сассексов: «[они] все чаще производят впечатление пары древних моряков с телевизионным контрактом, обреченных рассказывать о своих рассказывают всем, кого они встречают». Арчи

Изображения людей с карликовостью на телевидении и в кинобыли оскорбительными и бесчеловечными — Кэти Рей смотрит, борется ли новый сериал Netflix «Ведьмак: Происхождение крови» с проблемным наследием в жанре фэнтези. Нимо

Чемпионат мираЛионель Месси из Аргентины празднует победу со счетом 3:0 над Хорватией в полуфинал чемпионата мира. Фотография: Shaun Botterill/FIFA/Getty Images

Аргентина одержала победу над Хорватией со счетом 3:0.благодаря пенальти в первом тайме Лионеля Месси и еще двум голам Хулиана Альвареса, обеспеченным Месси. Барни Ронай написал, что Месси, «бездельничающая фигура там под светом, меньше, старше, более повседневная, чем окружающие его суперспортсмены», «сыграл роль похожей на отца силы, направляющей судьбу к совершенству».

Все внимание приковано к суперзвездному капитану сборной Аргентины, который, как ожидается, не будет играть еще на одном чемпионате мира, но полон решимости наверстать упущенное в финале 2014 года против Германии.

«Первый матч был тяжелым ударом, — сказал Месси. «Мы не проигрывали в 36 матчах. Мы не думали, что проиграем Саудовской Аравии. Такой старт стал для команды серьезным испытанием. Но этот состав доказал, насколько мы сильны. Каждый матч был финалом».

В финале Аргентина сыграет либо с Францией, либо с Марокко., кто играет сегодня. Джейкоб Стейнберг предваряет этот матч, написав, что Франция «поглощает давление, защищается многочисленными войсками, заманивает свою добычу, а затем наносит удар в мгновение ока», но должна решить, «как прорваться через соперников, которые отдадут им мяч и доверятся лучшая защита турнира, чтобы устоять».

—

Все последние новости о Катаре от от скандалов до результатов, подпишитесь на Football Daily — нашу бесплатную, иногда забавную рассылку

Главные страницы Фотография: Guardian

Стражприводит специальный отчет: «33 часа в NHS на грани» с предупреждением о том, что служба здравоохранения находится на грани срыва.

Накануне забастовки медсестер по всему миру Англия, Mirror озаглавила призыв профсоюза: «Медсестры: мы делаем это для вас», а Times пишет: «Жизни в опасности, лидеры медсестер скажите руководителям профсоюзов». The Sun смотрит на забастовку железнодорожников, обращаясь к боссу профсоюза Мику Линчу со словами «Ты потерял это, Линч».

The Telegraph< /сильный>охватывает другую главную историю дня: «Сунак: я остановлю тех, кто попал сюда обманом». Заголовок Mail гласит: «Риши: я исправлю «ужасный» фарс о приюте». У i есть «Восстание в Понтине: негативная реакция тори на план размещения мигрантов в лагерях отдыха».