Što je nuklearna fuzija?

Krajem 19. stoljeća spektroskopska mjerenja sunčeve svjetlosti otkrila su da Sunce sadrži veliku količinu vodika i malu količinu helija. Znanstvenici su toga bili potpuno svjesni u prvim desetljećima 20. stoljeća, ali s relativnošću tek nedavno uvedenom i kvantna fizika koja je još uvijek u svom najranijem razvoju, nije bilo mogućnosti primijeniti ovo promatranje na problem kako zvijezde proizvode energiju. Ovo je bila potpuna misterija sve do ranih 1920-ih, kada je britanski fizičar Francis Aston otkrio da je kombinirana masa četiri atoma vodika nešto veća od mase jednog atoma helija. Einsteinova teorija predviđala je da će se ta razlika u masi pretvoriti u energiju, a Aston je stoga hipotetirao da zvijezde proizvode energiju spajajući vodikove atome u helij. Ova hipoteza potvrđena je tijekom sljedećih 20 godina, a teorija zvjezdane fuzije danas se smatra jednim od trijumfa moderne fizike.

Također je brzo shvaćeno da fuzijske reakcije mogu proizvesti ogromne količine korisne energije. I ne samo to, nego gorivo (vodik) koje bi mu bilo potrebno toliko je na Zemlji da je učinkovito bezgranično, a jedini otpadni proizvod je helij, koji nije toksičan i ne doprinosi globalnom zatopljenju.

U ovom će se članku raspravljati o tome što je nuklearna fuzija i kakve su njezine posljedice kao izvor energije.

Konverzija mase-energije

Za razliku od kemije, masa se ne čuva u nuklearnoj reakciji. Uvijek će se utvrditi da je masa produkata reakcije različita od mase reaktanata. Ta se razlika mase naziva defektom mase, što pišemo kao ∆m. Čini se da masa nestaje jer se defekt mase pretvara u energiju Einsteinovom jednadžbom. Energija dobivena iz reakcije je E = ∆mc². Da bismo postigli korisnu energiju, treba nam pozitivno. U reakciji fuzije to znači da želimo da masa proizvoda bude nešto manja od mase reaktanata, kao što je atom helija koji je nešto lakši od četiri atoma vodika. U fisiji to znači da želimo da masa proizvoda bude manja od mase reaktanta, poput atoma urana koji je nešto masivniji od kombinirane mase neutrona i atoma kriptona i barija koji reakcija stvara. Za provođenje reakcija u suprotnim smjerovima bilo bi potrebno više energije nego što bi se oslobađalo: u načelu je moguće podijeliti atom helija na vodik, ali ovaj bi proces trošio više energije nego što bi se oslobodio.

Energija vezanja

Iako je broj nukleona u reakciji isti, zašto je atom helija lakši od četiri atoma vodika i zašto je atom urana teži od kombinirane mase kriptona i barijevog atoma? Gdje je točno dodatna masa? Za početak odgovora na ovo pitanje napišemo jednadžbu uštede energije za reakciju. Neka je Ep masa energije protona (koja je gotovo točno jednaka masi energije atoma vodika, zanemarujemo elektron jer je njegova masa ~ 1 / 2,000 mase protona), en energija mase od neutron, E-He masa energije helija, i ∆E energija oslobođena reakcijom. Jednadžba energije je:

To nam govori da u jezgri helijinog atoma postoje dva termina do ukupne energije pohranjene. Prvo je masa energije njegovih četiri nukleona (dva protona i dva neutrona, njihove masene energije tretiramo približno jednake jer je masa energije protona oko 999/1000 energije neutrona), a drugo je negativan pojam s apsolutnom vrijednošću ∆E. Ta se negativna energija naziva energija vezanja. Odgovara ukupnoj potencijalnoj energiji interakcije u kojoj jaka nuklearna sila drži sve nukleone zajedno minus električna potencijalna energija odbojne Kulomove sile između nabijenih čestica. Energija vezanja je negativna jer bi čestica morala raditi (izgubiti kinetičku energiju) da bi pobjegla iz jezgre. Energija vezanja po nukleonu karakteristično je svojstvo atoma određenog elementa, a ta energija je prikazana u sljedećem grafikonu:

Napomena: prikazuje apsolutnu vrijednost energije vezanja. Izvor: Wikimedia Commons

Važno je pravilo da ako proizvodne jezgre reakcije imaju nižu (veću apsolutnu vrijednost i stoga veću na ljestvici, ali nižu u smislu negativnije) energije vezanja po nukleonu od reaktanata, tada se oslobađa energija. Da biste vidjeli zašto je to slučaj, zamislite neko intermedijarno stanje nakon reakcije (fuzije ili fisije) u kojem jezgra proizvoda postoji samo jedan trenutak kao nevezano stanje, a sastoji se od gomile ne-interaktivnih protona i neutrona. Da bi postale jezgro, gomila nukleona mora se vezati interakcijom jakom nuklearnom silom. Energija ove interakcije je energija vezanja, koja je negativna, pa se ukupna energija sustava koji se sastoji od gomile nukleona smanjuje kada se pretvori u pravilnu jezgru. Ali energija se mora sačuvati, kako bi sustav smanjio svoju unutarnju energiju, mora nešto energije izbaciti iz svoje okoline.

Na grafikonu možete vidjeti i da su elementi teži od energije oslobađanja željeza kad su razdvojeni, a elementi lakši od energije oslobađanja željeza kad se tvore. Željezo je najstabilniji element i ne postoji reakcija koja može cijepiti ili topiti željezo, a istovremeno oslobađati energiju.

Kako izazvati fuziju

Ustanovili smo što se događa tijekom nuklearne fuzije, ali također trebamo znati kako spojiti dvije atomske jezgre.

Atomska jezgra, koja se sastoje od neispunjenih neutrona i pozitivno nabijenih protona, svi su pozitivno nabijeni i stoga se odbijaju. Međutim, kada je razdvajanje između dvije jezgre usporedivo s nuklearnim promjerom, nova sila koja se naziva jaka nuklearna sila postaje aktivna. Za razliku od elektrostatičke sile koja ima beskonačan raspon, jaka nuklearna sila ima ograničen raspon i stoga se neće dogoditi jake nuklearne interakcije između jezgara koje su razdvojene na udaljenosti većoj od tog raspona. No, za razliku od elektrostatičke sile, jaka sila je atraktivna i drži protone i neutrone zajedno protiv odbojne električne sile. Dvije jezgre će se stopiti ako ih uspijemo dovoljno zbližiti da jaka nuklearna sila nadvlada elektrostatsku silu.

Umjesto da ovdje razmišljamo o silama, slika će biti jasnija ako razmišljamo o potencijalnoj energiji i za prvi prolaz koristimo naivan klasični pristup koji ignorira kvantnu mehaniku. Pozitivno nabijena čestica naboja q, poput jezgre atoma vodika (protona), proizvodi polje električnog potencijala dano:

Jedinice joules / Coulomb

Gdje je ε0 fizikalna konstanta koja se naziva propusnost slobodnog prostora. Ono što nam ovo potencijalno polje govori jest da ako su dva naboja Q i q odvojeni daljinom r, tada je potencijalna energija povezana s međusobnom interakcijom:

Možete vidjeti da ta energija postaje veća što je udaljenost r manja. Stoga, da bismo dva naboja zbližili, moramo izvesti rad na sustavu dva naboja. Zamislite da pokušavate spojiti sjeverne polove dva magneta u baru. Moguće je, ali zahtijeva malo napora. Količina posla koju moramo obaviti da bismo inducirali fuziju dva protona, dakle, je količina rada koju moramo obaviti da bismo dva naboja naboja q = Q = ~ 1,6 × 10 ^ -19 Coulombs doveli do udaljenosti na kojoj jaka sila dominira, r = 1,7 femtometra (1fm = 10 ^ -15 metara). Stoga je U = 1,35 × 10 ^ -13 Joulesa, odnosno oko 843 keV (1 keV = 1000 elektrona volti).

Da biste ovdje razumljivije shvatili zaključke, zamislite pokušati baciti kuglu mase m tako da se kotrlja do vrha brda visine h. U blizini površine Zemlje potencijalna energija težine na visini h je U = mgh (Priroda potencijalnih funkcija omogućuje nam da proizvoljno tvrdimo da je potencijal nula na dnu brda, bez obzira na visinu nadmorske visine) , Ako pretpostavimo da oblik brda daje neka funkcija y (x), brdo možemo zamisliti kao prostornu potencijalnu barijeru U (x) = mgy (x) da kugla mora imati kinetičku energiju veću od mgh u kako bi prešli, inače je blokiran. Oblik brda je proizvoljan sve dok zanemarimo otpor zraka i trenje.

Ovaj dijagram govori nam o ponašanju lopte za tri različita stanja na kinetičkoj energiji. Ako je kinetička energija lopte manja od mgh, onda lopta doseže visinu manju od h, a zatim se kotrlja nazad. Ako je kinetička energija točno jednaka mgh, lopta se kotrlja do vrha brda i ostaje tamo. Ako je kinetička energija veća od mgh, lopta se kotrlja do vrha brda, a zatim se kotrlja do druge strane. Pogledajmo dijagram koji prikazuje situaciju dva protona dok se približavaju jedan drugome.

Napomena: Okomita os nije na skali.

Ovaj dijagram prikazuje ukupnu energiju interakcije dva protona. Ako je potencijalna energija pozitivna, tada protoni moraju raditi na smanjenju njihovog odvajanja i stoga će interakcija imati tendenciju da se protoni odbijaju jedni druge. Ako je potencijalna energija negativna, protoni bi morali raditi na povećanju njihovog odvajanja i tako će interakcija biti privlačna.

U dijelu krivulje označenom s A, samo je elektrostatička interakcija aktivna, a potencijal pozitivan. Na udaljenosti od oko 1,7 fm, označenoj točkom B, jaka interakcija se "uključuje" i odmah nadvladava elektrostatičku interakciju. Energija u točki B naziva se visinom barijere i, ako protoni počnu desno od barijere i ima energiju manju od visine barijere, tada područje s lijeve strane barijere nazivamo klasičnom zabranjena regija. Na udaljenostima manjim od oko 0,7 fm, koje primjećuje točka C, jaka interakcija prelazi iz pozitivne u odbojnu, pa će čestica na presjeku krivulje označene s D biti gurnuta natrag u C.

Odjeljak krivulje potencijala gdje dominira elektrostatička interakcija, V (x) za x> 1,7 fm, naziva se elektrostatička ili Coulomb-ova barijera. Ranije smo raspravljali o tome da je energija Coulomb-ove barijere ~ 843 keV. Na klasičnoj slici, ako dolazni protoni imaju kinetičku energiju manju od ove količine, tada nije u stanju prijeći Coulomb-ovu barijeru, analogno situaciji u kojoj se mora lopta udarati s dovoljnom količinom kinetičke energije da se nadvlada brdo.

Pa kako dati protonu dovoljno kinetičke energije? Najjednostavniji i najučinkovitiji način je učiniti ga vrlo "vrućim". Naravno, temperatura nije definirana za pojedinačne atome, ali možemo definirati temperaturu za veliki uzorak atoma vodika, nazovimo to T. Prosječna kinetička energija za uzorak mononatomskih plinova pri temperaturi T je ⟨K⟩ = (3 / 2) kT gdje je k Boltzmannova konstanta. Otkrivamo kako je potrebna temperatura apsurdno visoka: 6,5 milijardi Kelvina. Ne samo da su ove veličine veće od svega što bi se moglo razumno postići na Zemlji, već jezgra Sunca ima procijenjenu temperaturu od „samo“ 15 milijuna Kelvina, što je oko 0,23% temperature koju smo dobili našim naivnim pristupom. Pa kako je moguće da se zvjezdana fuzija uopće dogodi i kako bismo se ikada mogli nadati da će se dogoditi fuzija ovdje na Zemlji?

Prodiranje barijere

Odgovor je u fenomenu prodiranja barijere, poznatom i kao kvantna tunelacija. Svi znamo da položaj nije dobro definiran za čestice na skali atomske i subatomske udaljenosti. Ako uzmemo jedno mjerenje položaja dolaznog protona i utvrdimo da se nalazi desno od Coulomb-ove barijere, s energijom manjom od visine barijere, tada postoji ne-nulovita vjerojatnost da će drugo mjerenje naći protona u klasično zabranjenom područje za bilo koju konačnu vrijednost visine barijere. Proračun, koji koristi aproksimaciju WKB, previše je napredan i uključen je za razinu ovog članka, ali u konačnici možemo pronaći da jednadžba koja daje vjerojatnost je:

U slučaju zvjezdane fuzije dva protona, nalazimo da se pretpostavljajući da se protoni pri x = 0 ne kreću mnogo tijekom procesa sudaranja, pri čemu dolazni protoni imaju prosječnu energiju datu ⟨K⟩ = (3/2) kT tako da E = 1935. eV, vjerojatnost prodiranja barijere je oko 1,2 × 10 ^ -17. To može izgledati kao izuzetno mali broj, ali imajte na umu da imamo posla s makroskopskim količinama vodikovih atoma. Ako na jedan gram stacionarnih atoma padne jedan gram vodikovih atoma, može se očekivati ​​da će se dogoditi 7,2 milijuna fuzijskih događaja.

U specifičnom slučaju zvjezdane fuzije, treba napomenuti da je fuzija dva protona samo prvi korak u onome što se naziva protonski-protonski ciklus. Dvije jezgre vodika spajaju se i postaju izuzetno nestabilno vezano stanje zvano diproton, koje će propasti s poluživotom koji se procjenjuje na ~ 10 ^ -22 sekundi. Da bi postalo stabilno jezgro deuterija (koje će se tada spojiti u Helium-3, a zatim u konačnici u Helium-4), jedan od protona mora propadati u neutron emitirajući pozitron i neutrinu elektrona. Ovaj je postupak još malo vjerojatniji, ali svejedno zvijezde su sposobne proizvesti dovoljno energije jer postoji upravo toliko vodikovih atoma. Ova je situacija posebna u slučaju zvjezdane fuzije, i osim toga će trebati dugo ustupanje u nuklearne interakcije, tako da nećemo trošiti puno više vremena na to u ovom članku.

Bez obzira na to koji proces fuzije pokušavamo izazvati, bilo da se radi o dva normalna atoma vodika ili o dva atoma deuterija, deuterija i tricija, ili bilo što drugo, ovo je osnovni pristup: plin atoma se zagrijava do točke gdje kinetička energija njihovog slučajnog toplinskog gibanja dovoljno je velika da im omogući dovoljno visoku promjenu tuneliranja, a samim tim i fuzije, kada se sudaraju. U zvjezdanoj fuziji toplina za prvo zapaljivanje reakcije nastaje trenjem i pritiskom kada se svi atomi plina kolabiraju prema unutra dok zvijezda formira, a odatle potrebna toplina nastaje lančanom reakcijom. U umjetnoj fuziji moramo biti malo kreativniji. Trenutno se istražuju tri glavne tehnike. Prvi se naziva ubrizgavanje neutralnog snopa, a ovaj proces stvara toplinu pucanjem izuzetno visokih energetskih čestica u plazmu. Drugi koristi magnetska polja koja se brzo osciliraju kako bi pumpali energiju u plazmu. Treće je ohmičko grijanje koje koristi sklonost vodiča (poput plazme) da se zagrijava kada kroz njega prođe velika struja. Glavni problem je otkrivanje načina postavljanja reakcije tako da same fuzijske reakcije doprinose održavanju plazme pri potrebnim temperaturama. Učinkovito zagrijavanje ostaje jedno od glavnih pitanja istraživanja fuzije, pogotovo jer umjetna fuzija, koja zahtijeva brži stupanj reakcije od zvjezdane fuzije, zahtijeva temperature veće od 100 milijuna Kelvina.

Vrste reaktora

Do sada je ovaj članak prilično apstraktan, a neki će možda smatrati pomalo zamornim. Ali sada smo u mogućnosti započeti ovo konkretnijim govoreći o nekim različitim vrstama fuzijskih reaktora koji se danas istražuju, a koji bi, nadamo se, trebali biti zanimljiviji. Imajte na umu da, za razliku od zvjezdane fuzije, gotovo svi umjetni reaktori stvaraju helij spajanjem deuterija i tritija, bilo u D-D ciklusu (dva atoma deuterija, da bi se stvorio jedan helij) ili D-T ciklusu (jedan atom deuterija i jedan tritij za proizvodnju helija).

Tokamak

Tokamakov reaktor je vjerojatno najprepoznatljivija tehnologija u ovom odjeljku. Naziv je ruski i akronim je za ruske riječi za "toroidna komora s magnetskim zavojnicama", ili alternativno "toroidna komora s aksijalnim magnetskim poljem". Razvijen u bivšem Sovjetskom Savezu 1950-ih, Tokamak je temeljito istražen i najrazvijeniji stil fuzijskog reaktora i ostaje vodeći kandidat za proizvodnju fuzijske energije velikog obima.

Tokamakov reaktor ima toroidnu (krofnu) komoru. Magnetska polja nastaju zelenim zavojnicama na slici i električnom strujom koju provodi sama plazma. Rezultirajuće magnetsko polje je spiralno i naznačeno tamno ljubičastim strelicama na slici. Stoga je klasificiran kao reaktor za magnetsko zatvaranje, odnosno koristi magnetska polja za zagrijavanje i zadržavanje plazme.

Shematski dijagram Tokamaka i njegovih magnetskih polja. Izvor: CCFE

To su najčešći tip eksperimentalnog reaktora, s približno tri desetaka koji su trenutno aktivni u svijetu. Kada ITER Tokamak u Francuskoj završi 2025. godine, to će biti najveći Tokamak na svijetu.

Plazma unutar MAST reaktora u Velikoj Britaniji. Izvor: ITER.

Stellerator

Uzorak Stellerator još je jedan uređaj za magnetsko zatvaranje koji slijedi isti osnovni princip rada kao Tokamak, ali s ključnom razlikom. Da bi zadržao plazmu, Tokamak proizvodi spiralno polje. To zahtijeva veliku struju da se provede kroz samu plazmu. Zbog toga plazma postaje manje stabilna, povećava vjerojatnost da će magnetsko ograničenje propasti, zaustaviti reakciju i potencijalno oštetiti reaktor. Stellerator to izbjegava uvijanjem plazme i samog reaktora, a ne stvaranjem uvijajućeg magnetskog polja.

Shema plazme (žuta) i linija magnetskog polja (zelena) u planiranom Wendelstein 7-X reaktoru. Izvor: Wikimedia Commons

Ovaj osnovni problem s Tokamaksima uočio je Enrico Fermi i njegovi kolege vrlo brzo nakon što je prvi put predložen dizajn Tokamaka. Međutim, dizajniranje reaktora na ovaj način zahtijeva izuzetno precizne računalne simulacije i nacrte, kao i izuzetno snažna magnetska polja proizvedena precizno proizvedenim superprevodnim zavojnicama, a sva ona nisu bila dostupna u Fermijevo vrijeme. Ova tehnologija nije bila dostupna do 1990-ih, pa su je tek nedavno tek mogli ozbiljno predložiti Stellerators. Wendelstein 7-X u Njemačkoj, dovršen 2015. godine, trenutno je najveći stellerator u radu i očekuje se da će ostvariti kontinuiranu operaciju - važnu prekretnicu u istraživanju fuzije - 2021. godine.

Prvo paljenje u plazmi u Wendelstein 7-X. Izvor: Institut Max Planck

Izravni pogon

Ovaj je pristup potpuno drugačiji od dva koji smo upravo razgovarali. Reaktor s izravnim pogonom klasificiran je kao inercijski uređaj za zatvaranje. U inercijalnom ograničenju, izuzetno velike količine energije isporučuju se na pelet krutog goriva, zagrijavajući pelet do ekstremne temperature. Vanjski sloj pelete isparava i eksplodira prema van s velikom snagom, i stoga se reakcijska sila gura natrag, stvarajući udarni val. Ovaj udarni val je odgovoran za energiju i kompresiju koja se koristi za zagrijavanje i ograničavanje rezultirajuće plazme. Gotovo svi noviji uređaji upotrebljavali su lasere.

Pojednostavljeni prikaz procesa inercijalne zatvorenosti. Izvor: Wikimedia Commons.

Možete vidjeti ovaj postupak prikazan na dijagramu. U koraku 1, laseri zagrijavaju vanjski sloj peleta. U koraku 2, vanjski sloj isparava i stvara udarni val, što rezultira silama usmjerenim prema unutra i prema van. U trećem koraku, udarni valovi natjeraju pelet da se sruši prema unutra, izazivajući fuziju u koraku 4.

Ovaj se pristup trenutno istražuje u Nacionalnom zavodu za paljenje u Sjedinjenim Državama.

Inercijalnu fuziju zatočeništva kritizirali su neki koji tvrde da je to front za istraživanje nuklearnog oružja koji se maskira kao energetsko istraživanje. To može biti slučaj s nekim posebnim vladinim akterima (NIF posebno financira isto vladino tijelo koje upravlja nuklearnim zalihama), ali cijelo je područje inercijalne fuzije zatočenika vrlo široko i ICF je još uvijek važno i aktivno područje istraživanja.

Zračne predpojačalo na NIF-u. Laserski sustav korišten je za proizvodnju snage od 500 teravata, ali samo za maleni trenutak. Izvor: Wikimedia CommonsPeleta goriva za NIF sustav. Izvor: Wikimedia Commons.

Farnsworth Fusor

Projekti o kojima smo do sada razgovarali bili su ogromni poduhvati za koje bi se ikada mogli nadati da će ih ostvariti neki od najvećih umova u svijetu, radeći u institucijama uz financijsku potporu čitavih nacionalnih država. Evo što možete isprobati kod kuće!

Pa, ne baš. I dalje će vam trebati solidno tlo iz osnovne fizike i elektronike. Projekt je prikladan za one koji imaju najmanje stupanj prvostupnika fizike, idealno radi u timu, s budžetom od nekoliko tisuća dolara. Kao mjerilo razine na kojoj biste vjerojatno željeli biti, za studente fizike nije nečuveno da ih grade za starije projekte.

Farnsworth fusor, ili jednostavno fusor, razlikuje se od većine eksperimentalnih fuzijskih uređaja po tome što njegova svrha nije stvaranje korisne snage. Fusori su beznadno neučinkoviti. Međutim, oni imaju neku korisnost kao kompaktni i lako kontrolirani izvori neutronskog zračenja. Oni također čine nekoliko vrlo urednih slika.

Reaktor koji su izgradili fizičari sa Sveučilišta Wisconsin u Madisonu. Vidljiv je karakteristični uzorak zvijezda u tegli. Izvor slike: UWM.

Fuzori djeluju inercijalnim elektrostatičkim zatvaranjem. Ovaj je postupak sličan inercijskom zatvaranju, ali on koristi električno polje umjesto tlačnog vala. To je također najjednostavniji pristup postizanju fuzije. Atomi koji se spajaju (većina dizajna koristi deuterij jer je relativno jeftin) ioniziraju se i zbog toga se pune. Električno polje stvaraju dvije koncentrične, nasuprot nabijene sferne mreže. Atomi se bacaju poljem u središte reaktora, gdje se sudaraju i imaju malu priliku za fuziju. Sljedeći dijagram ilustrira ovaj postupak, iako samo u jednoj dimenziji.

Pojednostavljeni dijagram inercijalnog elektrostatičkog zatvora.

Pozitivno nabijene jezgre deuterija padaju u regije u kojima je električno polje prisutno nasumičnim toplinskim pokretima. To je razumna aproksimacija da se električno polje nalazi u potpunosti unutar ove regije. Polje ih ubrzava prema središtu. Nedostaju im anodne rešetke i njihov zamah ih nosi naprijed. Jezgre se mogu stopiti kad se sudaraju u sredini.

Fusori vjerojatno nikad neće imati ulogu u proizvodnji energije, ali zato što su mali, relativno jeftini i zato što ih može izgraditi i upravljati netko bez doktorata fizike plazme, oni su ipak predmet intenzivnih profesionalnih i amaterskih istraživanja. Mala, ali uspješna zajednica "Fusioneers" rasla je putem interneta, crpeći raznoliku pozadinu, uključujući profesionalne fizičare, znanstvene hobiste i povremene rodne dijete.

Hladna fuzija i druge prijevare

Ako i kada se fuzija iskoristi kao energetski održiv izvor, s pravom će se smatrati jednim od najvećih znanstvenih dostignuća čovječanstva, a slava i bogatstvo sigurno čekaju znanstvenike i inženjere koji napokon riješe problem. Nesretna nuspojava toga je da je povijest istraživanja fuzija oplemenjena dobronamjernim, ali prenaglašenim projektima koji u konačnici propadnu, prijevarama, otvorenim prijevarama i slobodnim teoretičarima zavjere.

Najviše među njima je takozvana "hladna fuzija", tj. Fuzijski reaktor koji navodno proizvodi neto snagu na ili blizu sobne temperature. Ranije smo u članku opisali zašto su za stvaranje fuzije potrebne izuzetno visoke temperature. Nema šanse da se oko činjenice koja je trenutno poznata nauci, bez obzira na mnogobrojne tvrdnje pristalica tijekom desetljeća. Sve tvrdnje da je fuzija postignuta na ili blizu sobne temperature, ili stvarno bilo koje temperature ispod 10 milijuna Celzijevih stupnjeva, treba tretirati s intenzivnom sumnjom. Jedini izuzetak je fuzija katalizirana od muona, visoko špekulativni, ali valjani postupak koji uključuje reakcije koje se odvijaju blizu apsolutne nule.

Nažalost, previše ih je ovih interneta koji lebde internetom da bih se ikada nadao da ću ih moći pobiti. RationalWiki ima dva fantastična članka na ovu temu:

  • Hladna fuzija
  • Fuzija woo

Kada ocjenjujemo tvrdnje medija o bilo kojoj vrhunskoj tehnologiji, najbolje je biti optimističan, ali primjereno skeptičan, a u trenutnoj situaciji zapravo postoji dobar razlog za optimizam. Ipak, uvijek budite oprezni da upadnete u zamku medijske buke i želje za razmišljanjem i nikada ne vjerujte nikome tko vas pokušava uvjeriti u nešto što zvuči previše dobro da bi bilo istinito.

Kamo idemo odavde?

Postoji dobar razlog za vjerovanje da je moć fuzije moguća i da može biti ključna sastavnica naše opskrbe energijom u našem životnom vijeku. Pitanje više nije tehnička i znanstvena izvedivost, to je pitanje ekonomije i politike. U Sjedinjenim Državama trenutno imamo vladu koja je sve nezainteresiranija za financiranje istraživanja i koja ostaje u procesu industrije fosilnih goriva. Na globalnoj sceni, nacionalistički i reakcionarni pokreti prijete napretku međunarodnih napora ka suradnji i razvoju nove i održive tehnologije. Za energetske kompanije motivirane profitom, hladni ekonomski proračun jednostavno ne ostavlja poticaj za narušavanje tehnološkog statusa quo. Ako želimo imati fuzijsku moć, a uz prijetnju klimatskih promjena koja se svakim danom pogoršava, potrebna nam je snaga fuzije, to će zahtijevati političku akciju.

Ima razloga za nadati se. Događaji koji su se dogodili u Europskoj uniji doveli su nuklearnu fuziju iz područja špekulacija i snaga fuzije sada je dugoročna perspektiva. Mladi i energični progresivni pokret uzburkao se i sada pobjeđuje na izborima i agresivno se bori za znanstveni i ekološki napredak. Industrija fosilnih goriva konačno počinje gubiti društvo dok alternative postaju održivije, a geopolitika opskrbe naftom i ugljem postaje nestabilnija. Napredak će biti spor i stabilan, ali postoji svaki razlog da vjerujemo kako će fuzija napajati naše domove u našem životnom vijeku.

Zaključne primjedbe / razigravanje

Ako ste uspjeli do sada, hvala vam na čitanju. U posljednje vrijeme jednostavno zapostavljam ovaj blog i izvinjavam se zbog toga. Sa pozitivne strane, smislio sam kako se koristi za petlje u LaTeX-u dok sam izrađivao grafiku za ovaj članak, koja je bila uredna. Nadam se da ću uskoro moći početi posvetiti više pažnje ovome. Stalno govorim kako ću pokušati iznijeti barem jedan članak tjedno, ali stvari mi se stavljaju na put. Sad planiram započeti svoju seriju Essence Quantum Mechanics, sad sam imao dobre misli o stilu i pristupu koji bih trebao koristiti, kao i o smjeru u kojem bih trebao zauzeti.

Kao i uvijek, preuzimam punu odgovornost za prisutne pogreške i cijenim sve ispravke.