celikci
New member
Füzyon enerjisine son verebilecek temiz ve potansiyel olarak sınırsız kaynak elde etme arzusu insanlığın enerji sorunlarıbaşımızı gökyüzüne kaldırdığımızdan beri kendimize sorduğumuz eski bir soruya yanıt olarak büyümeye başladı.
19. yüzyılın ortalarında, Charles Darwin'in doğal seçilim teorisi insanlığın kendisi ve dünyamız hakkındaki kavramlarımızı sarsmıştı. Ancak teorinin bir sorunu vardı.
Fizikçi Lord Kelvin, Güneş'in bu kadar uzun süredir parlaması nasıl mümkün olabildi? Yakıtını çok tüketmen gerekmez miydi insan ırkı evrimleşmeden önce Darwin'in önerdiği gibi mi?
Her iki bilim adamı da şaşırtıcı cevabı öğrenecek kadar yaşamadı: Güneşimizin içinde en hafif elementler birleşiyor sürekli olarak birbirleriyle etkileşime girer ve daha ağır olanların oluşmasına neden olur, bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkar.
“Mevduat neredeyse tükenmez olacaktır. Keşke iyi bir şekilde kullanılabilseydi,” diye yazmıştı gökbilimci Arthur Eddington 1920'de.
Bir yüzyıl sonra, bir avuç startup (girişimler) bunu sağlar her zamankinden daha yakınız bu arzuyu tatmin etmek için.
Önümüzdeki yıllarda da devam edecekler: Füzyon makineleriniz çalışması için ihtiyaç duyduğundan daha fazla enerji üretecek. Kısa bir süre sonra fabrikalar, veri merkezleri, çelik fabrikaları ve daha fazlası için elektrik üretmeye başlayacaklar ve insanlığın bu yolda kararlı bir adım atmasına yardımcı olacaklar. fosil yakıtlardan uzaklaşmakküresel ısınma ve çevre kirliliği.
Bill Gates, Jeff Bezos, Vinod Khosla ve Sam Altman'ın da aralarında bulunduğu büyük yatırımcılar bu potansiyel birleşme anına yüz milyonlarca dolar yatırarak şunu kanıtladılar: teknolojik alanın sınırları türümüzün büyük bir kısmı bir kez daha ileri fırlatıldı.
girişimler Devlet laboratuvarlarının yapabileceğinden daha hızlı hareket ediyorlar. Ne derece zorlukla karşılaşıyorlar? Dünya üzerinde çalışan bir yıldız yaratın Eğer bilim insanları bunu başarmak için bu kadar ileri gitmemiş olsaydı, bu kesinlikle ulaşılamaz görünebilirdi.
İlk olarak, bir gaz jetinin 100 milyon santigrat dereceyi aşan, hayal edilemeyecek sıcaklıklara kadar ısıtılması gerekiyor. Bu, gazın ısısını o kadar arttırmasına neden olur ki elektronlar atomlarından ayrılır. Bu şekilde gaz durumunu aşar ve maddenin başka bir durumuna, plazma durumuna girer.
Füzyon, malzemeleri direnç sınırına ulaşana kadar aşırı ısıtan manyetik kuvvetleri kopyalayabilen bir makinede gerçekleştirilir. Fotoğraf: NYTimes.
Yeterli ısıyla atomlar kaynaşmaya başlar ki bunu yapmaya pek de istekli değiller. Ancak plazma gerekli süre boyunca ısıyı muhafaza edebilirse, yeterince yüksek basınçonu ısıtmak için kullanılandan daha fazla enerji elde edersiniz.
Biraz plazma oluşturduktan sonra sırada ne var? Malzeme kıvrılıyor ve kıvrılıyor süper sıcak bir jöle yılanıBu yüzden sabit tutulması gerekir, aksi takdirde fırlayıp kullanılan ekipmanı eritebilir.
Veya ne kadar aceleci olursa olsun, basitçe geri alınabilir, Plazma da kırılgandır: Patlamış olabilir. Güneş'in içinde yer çekimi kuvveti onu bir arada tutar. Dünya'da her iki durumda da süper güçlü mıknatıslar ve lazer aletleri kullanılıyor.
Şu ana kadar amacınıza ulaşmış olabilirsiniz: atomlar birleşiyor ve plazmadan yüksek enerjili parçacıklar çıkıyor. Şimdi Makineniz dayağa dayanmak zorunda. Ama aynı zamanda enerjiyi de çalıştırmanız, elektrik üretmeniz ve reaksiyonu devam ettirmeniz gerekiyor. Plazmayı değiştirmedenBu, parmağın ucunda dönen bir oyuncağın tepesi kadar tehlikelidir.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki onlarca yıl boyunca, dünya çapındaki hükümet laboratuvarları bu zorluğu çözmeye daha da yaklaştı.
Ama ilerlemeye devam etmek için yeni makinelere ihtiyaç var. Ve yeni makineler inanılmaz miktarlarda paraya ihtiyaç duyuyor. Ayrıca yeni teknolojiye, hatta yeni malzemelere ihtiyaç duyabilirler.
2030'a doğru yarış
Eğer yeni ve büyük binaya girerseniz Commonwealth Füzyon Sistemleri Massachusetts eyaletindeki bir tarlada bulunan Bir inşaat sahası gibi görünebilir. diğerleri gibi: boş gri zeminler, koli bandıyla birbirine tutturulmuş plastik levhalar, köşelerde örümcekler.
Ancak binanın iç mekanını saran ve dış dünyayı içeriden koruyan 2,5 metre derinliğindeki beton duvara ulaşana kadar yürümeye devam edin.
Orada, tapınak gibi geniş ve görkemli bir odada, sunağın üzerine devasa bir makine yakında yerleştirilecek. Bir daire içinde, Çekirdeğinin etrafına 18 dev mıknatıs yerleştirilecekHer biri bir uçak gemisini kaldırabilecek kadar güçlü. Makine açıldığında, iç manyetik kuvvetler Dünya'dan havalanan 10 ağır roketin kuvvetine eşdeğer olacaktır.
Makine olan İngiliz Milletler Topluluğu Massachusetts'te inşa edilen SPARC, bir gösteri cihazıdır. Şirket, SPARC'ın 2027 yılında ticari olarak uygun gördüğü şekilde net enerji üretmesini hedefliyor.
Bir sonraki makinesi ARC, şirketin 2030'ların başında ödeme yapan müşteriler için elektrik üreteceğini söylediği makine olacak.
İngiliz Milletler Topluluğu Yaratıcı enerjisinin çoğunu, bir sonraki inşa etmek istediği makine olan ARC'ye ayırıyor.
Daha fazla “kaleye şut”
Şirketin bilim adamları ve mühendisleri hala ARC plazmasının dökülme olasılığını nasıl azaltabileceklerini ve makinenin bazı parçalarının aşırı ısınmasını nasıl önleyebileceklerini bulmaya çalışıyorlar. Ayrıca kullandıkları malzemelerin, içlerinden geçen yüksek enerjili parçacıkların darbesine ne kadar dayanabildiğini ve henüz icat edilmemiş malzemelerle takviye edilmesinin gerekip gerekmediğini de inceliyorlar.
Bu makinelerin dezavantajı, yapımının zor olmasıdır. Sökme ve bakım açısından bir cezadır. Ve pahalılar: SPARC'ın inşası yaklaşık 1,2 milyar dolara mal olacak.
Birleşme yolunu arayan şirketler milyarlarca dolar yatırım yapıyor. Makinelerin bu dünyanın dışındaki sıcaklıklara dayanması gerekiyor. Fotoğraf: NYTimes.
Fransa merkezli ve ITER adı verilen çok uluslu bir proje olan Dünya üzerinde bir araya getirilen en büyüğü, sahip olma yolunda ilerliyor on milyarlarca dolarlık bir maliyet ve 2030'ların ortalarına kadar deneylere hazır olmayacak.
Özel birleşme patlamasının diğer tarafı da burada devreye giriyor. Çoğunlukla girişimler kullanarak füzyonu daha ekonomik ve kolay bir şekilde gerçekleştirebileceklerine inanıyorlar. diğer makine türleriTasarımlar, bilim adamlarının onları en iyi şekilde nasıl çalıştırdıkları konusunda büyük farklılıklar gösterse bile.
Yeni başlayanlar Bir Enerji Türü Ve Thea Enerji Salvador Dalí'nin hayal ettiği çörek gibi yıldızlar üzerinde çalışıyorlar. Realta Füzyonu şirketin kurucu ortağı Cary Forest'ın her iki ucunda mıknatıs bulunan bir silindir olarak tanımladığı bir reaktör inşa ediyor.
Zap Energy, Seattle şehrinin yakınındaki bir ofis parkında üretim yapıyor füzyon cihazları Plazma filamanlarının evet elektrik enerjisiyle yüklü olduğu.
Helion Energy, bir kilometreden biraz daha uzakta, ateşleyen bir füzyon makinesi üzerinde çalışıyor. birbirine karşı iki plazma halkası. Firma, 2028 yılında teknolojisini Microsoft için elektrik üretmek amacıyla kullanmaya başlayacağını duyurdu.
Kanada'nın Vancouver kentinde General Fusion adlı bir şirket, plazmayı süslü mıknatıslar, lazerler veya diğer egzotik parçalarla değil, plazmayı parçalamayı amaçlıyor. pistonlar bir araba motorunda bulunanlara biraz benzer. Şirket, 2026 yılında yeni makinesinin uygulanabilirliğini göstermeyi umuyor.
Füzyon girişiminin fizik araştırmalarından sorumlu başkan yardımcısı Richard Magee, “Şu anda bir nevi Vahşi Batı var” dedi. TAE TeknolojileriŞirketinin Güney Kaliforniya'da ürettiği otobüs büyüklüğündeki test reaktörünü sergiliyor. “10 yıl sonra kimlerin hâlâ ortalıkta olduğunu görmek gerçekten ilginç olacak” diyor.
İnsanlığı bir çağa getirmek gibi büyük bir hedefe gelince füzyon güdümlüABD Enerji Bakanlığı'nın füzyon bilimi programı başkanı Jean Paul Allain'in ifadesiyle, daha fazla şirket daha fazla “pruvaya atış” anlamına gelebilir. Birisi gol attığında herkes bundan faydalanıyor.
Araştırmacıları endişelendiren şey, bazılarının ne kadar umut verici olduğudur. yeni birleşme şirketleri ve hangi dönemde. Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı müdürü Steven Cowley, pilot tesisleri başarılı olsa bile, dünyanın elektrik ihtiyacının önemli bir kısmını karşılamaya hazır hale gelmeleri için daha kat etmeleri gereken uzun bir yol olduğunu söylüyor.
Cowley, “Oldukça abartılı bir heyecan var” diyor. “İnsanlar uymadığında ortaya çıkabilecek sonuçlardan endişe edin” diye uyarıyor.
David Gates, 2022'de Thea Energy'nin kurulmasına yardımcı olmadan önce 30 yıl boyunca ABD hükümetinin laboratuvarlarında çalıştı. “Eğer bana 10 yıl önce bir füzyon şirketi kurup kurmayacağımı sorsaydın, hayır derdim, bu çılgıncaydı” dedi. Kendisi şöyle açıklıyor: “Özel sektör birleşmeyle zerre kadar ilgilenmiyordu.” Thea, Eos adında bir makine üzerinde çalışıyor. Thea, İspanyolca'da Yunan görüş ve ışık tanrıçası Thea'dır; Kızı şafak tanrıçası Eos'tur.
Peki füzyonun şafağı ne zaman gelecek? Eos'un planı, en azından şimdilik, onu 2030 yılına kadar çalışır hale getirmek.
Tercüme: Román García Azcárate.
19. yüzyılın ortalarında, Charles Darwin'in doğal seçilim teorisi insanlığın kendisi ve dünyamız hakkındaki kavramlarımızı sarsmıştı. Ancak teorinin bir sorunu vardı.
Fizikçi Lord Kelvin, Güneş'in bu kadar uzun süredir parlaması nasıl mümkün olabildi? Yakıtını çok tüketmen gerekmez miydi insan ırkı evrimleşmeden önce Darwin'in önerdiği gibi mi?
Her iki bilim adamı da şaşırtıcı cevabı öğrenecek kadar yaşamadı: Güneşimizin içinde en hafif elementler birleşiyor sürekli olarak birbirleriyle etkileşime girer ve daha ağır olanların oluşmasına neden olur, bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkar.
“Mevduat neredeyse tükenmez olacaktır. Keşke iyi bir şekilde kullanılabilseydi,” diye yazmıştı gökbilimci Arthur Eddington 1920'de.
Bir yüzyıl sonra, bir avuç startup (girişimler) bunu sağlar her zamankinden daha yakınız bu arzuyu tatmin etmek için.
Önümüzdeki yıllarda da devam edecekler: Füzyon makineleriniz çalışması için ihtiyaç duyduğundan daha fazla enerji üretecek. Kısa bir süre sonra fabrikalar, veri merkezleri, çelik fabrikaları ve daha fazlası için elektrik üretmeye başlayacaklar ve insanlığın bu yolda kararlı bir adım atmasına yardımcı olacaklar. fosil yakıtlardan uzaklaşmakküresel ısınma ve çevre kirliliği.
Bill Gates, Jeff Bezos, Vinod Khosla ve Sam Altman'ın da aralarında bulunduğu büyük yatırımcılar bu potansiyel birleşme anına yüz milyonlarca dolar yatırarak şunu kanıtladılar: teknolojik alanın sınırları türümüzün büyük bir kısmı bir kez daha ileri fırlatıldı.
girişimler Devlet laboratuvarlarının yapabileceğinden daha hızlı hareket ediyorlar. Ne derece zorlukla karşılaşıyorlar? Dünya üzerinde çalışan bir yıldız yaratın Eğer bilim insanları bunu başarmak için bu kadar ileri gitmemiş olsaydı, bu kesinlikle ulaşılamaz görünebilirdi.
İlk olarak, bir gaz jetinin 100 milyon santigrat dereceyi aşan, hayal edilemeyecek sıcaklıklara kadar ısıtılması gerekiyor. Bu, gazın ısısını o kadar arttırmasına neden olur ki elektronlar atomlarından ayrılır. Bu şekilde gaz durumunu aşar ve maddenin başka bir durumuna, plazma durumuna girer.
Füzyon, malzemeleri direnç sınırına ulaşana kadar aşırı ısıtan manyetik kuvvetleri kopyalayabilen bir makinede gerçekleştirilir. Fotoğraf: NYTimes.
Yeterli ısıyla atomlar kaynaşmaya başlar ki bunu yapmaya pek de istekli değiller. Ancak plazma gerekli süre boyunca ısıyı muhafaza edebilirse, yeterince yüksek basınçonu ısıtmak için kullanılandan daha fazla enerji elde edersiniz.
Biraz plazma oluşturduktan sonra sırada ne var? Malzeme kıvrılıyor ve kıvrılıyor süper sıcak bir jöle yılanıBu yüzden sabit tutulması gerekir, aksi takdirde fırlayıp kullanılan ekipmanı eritebilir.
Veya ne kadar aceleci olursa olsun, basitçe geri alınabilir, Plazma da kırılgandır: Patlamış olabilir. Güneş'in içinde yer çekimi kuvveti onu bir arada tutar. Dünya'da her iki durumda da süper güçlü mıknatıslar ve lazer aletleri kullanılıyor.
Şu ana kadar amacınıza ulaşmış olabilirsiniz: atomlar birleşiyor ve plazmadan yüksek enerjili parçacıklar çıkıyor. Şimdi Makineniz dayağa dayanmak zorunda. Ama aynı zamanda enerjiyi de çalıştırmanız, elektrik üretmeniz ve reaksiyonu devam ettirmeniz gerekiyor. Plazmayı değiştirmedenBu, parmağın ucunda dönen bir oyuncağın tepesi kadar tehlikelidir.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki onlarca yıl boyunca, dünya çapındaki hükümet laboratuvarları bu zorluğu çözmeye daha da yaklaştı.
Ama ilerlemeye devam etmek için yeni makinelere ihtiyaç var. Ve yeni makineler inanılmaz miktarlarda paraya ihtiyaç duyuyor. Ayrıca yeni teknolojiye, hatta yeni malzemelere ihtiyaç duyabilirler.
2030'a doğru yarış
Eğer yeni ve büyük binaya girerseniz Commonwealth Füzyon Sistemleri Massachusetts eyaletindeki bir tarlada bulunan Bir inşaat sahası gibi görünebilir. diğerleri gibi: boş gri zeminler, koli bandıyla birbirine tutturulmuş plastik levhalar, köşelerde örümcekler.
Ancak binanın iç mekanını saran ve dış dünyayı içeriden koruyan 2,5 metre derinliğindeki beton duvara ulaşana kadar yürümeye devam edin.
Orada, tapınak gibi geniş ve görkemli bir odada, sunağın üzerine devasa bir makine yakında yerleştirilecek. Bir daire içinde, Çekirdeğinin etrafına 18 dev mıknatıs yerleştirilecekHer biri bir uçak gemisini kaldırabilecek kadar güçlü. Makine açıldığında, iç manyetik kuvvetler Dünya'dan havalanan 10 ağır roketin kuvvetine eşdeğer olacaktır.
Makine olan İngiliz Milletler Topluluğu Massachusetts'te inşa edilen SPARC, bir gösteri cihazıdır. Şirket, SPARC'ın 2027 yılında ticari olarak uygun gördüğü şekilde net enerji üretmesini hedefliyor.
Bir sonraki makinesi ARC, şirketin 2030'ların başında ödeme yapan müşteriler için elektrik üreteceğini söylediği makine olacak.
İngiliz Milletler Topluluğu Yaratıcı enerjisinin çoğunu, bir sonraki inşa etmek istediği makine olan ARC'ye ayırıyor.
Daha fazla “kaleye şut”
Şirketin bilim adamları ve mühendisleri hala ARC plazmasının dökülme olasılığını nasıl azaltabileceklerini ve makinenin bazı parçalarının aşırı ısınmasını nasıl önleyebileceklerini bulmaya çalışıyorlar. Ayrıca kullandıkları malzemelerin, içlerinden geçen yüksek enerjili parçacıkların darbesine ne kadar dayanabildiğini ve henüz icat edilmemiş malzemelerle takviye edilmesinin gerekip gerekmediğini de inceliyorlar.
Bu makinelerin dezavantajı, yapımının zor olmasıdır. Sökme ve bakım açısından bir cezadır. Ve pahalılar: SPARC'ın inşası yaklaşık 1,2 milyar dolara mal olacak.
Fransa merkezli ve ITER adı verilen çok uluslu bir proje olan Dünya üzerinde bir araya getirilen en büyüğü, sahip olma yolunda ilerliyor on milyarlarca dolarlık bir maliyet ve 2030'ların ortalarına kadar deneylere hazır olmayacak.
Özel birleşme patlamasının diğer tarafı da burada devreye giriyor. Çoğunlukla girişimler kullanarak füzyonu daha ekonomik ve kolay bir şekilde gerçekleştirebileceklerine inanıyorlar. diğer makine türleriTasarımlar, bilim adamlarının onları en iyi şekilde nasıl çalıştırdıkları konusunda büyük farklılıklar gösterse bile.
Yeni başlayanlar Bir Enerji Türü Ve Thea Enerji Salvador Dalí'nin hayal ettiği çörek gibi yıldızlar üzerinde çalışıyorlar. Realta Füzyonu şirketin kurucu ortağı Cary Forest'ın her iki ucunda mıknatıs bulunan bir silindir olarak tanımladığı bir reaktör inşa ediyor.
Zap Energy, Seattle şehrinin yakınındaki bir ofis parkında üretim yapıyor füzyon cihazları Plazma filamanlarının evet elektrik enerjisiyle yüklü olduğu.
Helion Energy, bir kilometreden biraz daha uzakta, ateşleyen bir füzyon makinesi üzerinde çalışıyor. birbirine karşı iki plazma halkası. Firma, 2028 yılında teknolojisini Microsoft için elektrik üretmek amacıyla kullanmaya başlayacağını duyurdu.
Kanada'nın Vancouver kentinde General Fusion adlı bir şirket, plazmayı süslü mıknatıslar, lazerler veya diğer egzotik parçalarla değil, plazmayı parçalamayı amaçlıyor. pistonlar bir araba motorunda bulunanlara biraz benzer. Şirket, 2026 yılında yeni makinesinin uygulanabilirliğini göstermeyi umuyor.
Füzyon girişiminin fizik araştırmalarından sorumlu başkan yardımcısı Richard Magee, “Şu anda bir nevi Vahşi Batı var” dedi. TAE TeknolojileriŞirketinin Güney Kaliforniya'da ürettiği otobüs büyüklüğündeki test reaktörünü sergiliyor. “10 yıl sonra kimlerin hâlâ ortalıkta olduğunu görmek gerçekten ilginç olacak” diyor.
İnsanlığı bir çağa getirmek gibi büyük bir hedefe gelince füzyon güdümlüABD Enerji Bakanlığı'nın füzyon bilimi programı başkanı Jean Paul Allain'in ifadesiyle, daha fazla şirket daha fazla “pruvaya atış” anlamına gelebilir. Birisi gol attığında herkes bundan faydalanıyor.
Araştırmacıları endişelendiren şey, bazılarının ne kadar umut verici olduğudur. yeni birleşme şirketleri ve hangi dönemde. Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı müdürü Steven Cowley, pilot tesisleri başarılı olsa bile, dünyanın elektrik ihtiyacının önemli bir kısmını karşılamaya hazır hale gelmeleri için daha kat etmeleri gereken uzun bir yol olduğunu söylüyor.
Cowley, “Oldukça abartılı bir heyecan var” diyor. “İnsanlar uymadığında ortaya çıkabilecek sonuçlardan endişe edin” diye uyarıyor.
David Gates, 2022'de Thea Energy'nin kurulmasına yardımcı olmadan önce 30 yıl boyunca ABD hükümetinin laboratuvarlarında çalıştı. “Eğer bana 10 yıl önce bir füzyon şirketi kurup kurmayacağımı sorsaydın, hayır derdim, bu çılgıncaydı” dedi. Kendisi şöyle açıklıyor: “Özel sektör birleşmeyle zerre kadar ilgilenmiyordu.” Thea, Eos adında bir makine üzerinde çalışıyor. Thea, İspanyolca'da Yunan görüş ve ışık tanrıçası Thea'dır; Kızı şafak tanrıçası Eos'tur.
Peki füzyonun şafağı ne zaman gelecek? Eos'un planı, en azından şimdilik, onu 2030 yılına kadar çalışır hale getirmek.
Tercüme: Román García Azcárate.