Hafa ítrekað framleitt umframorku með kjarnasamruna Samúel Karl Ólason skrifar 18. desember 2023 14:06 Frá verksmiðju bandaríska fyrirtækisins Commonwealth Fusion Systems, þar sem vonast er eftir því að samrunaofnar framtíðarinnar verði framleiddir í massavís. AP/Steven Senne Ári eftir að bandarískir vísindamenn náðu að framleiða umframorku með kjarnasamruna á tilraunastofu í fyrsta sinn, hefur þeim ítrekað tekist að gera það aftur. Til stendur að fjölga rannsóknarstöðvum í Bandaríkjunum þar sem unnið er að orkuframleiðslu með kjarnasamruna. Í minnst þremur af sex tilraunum á undanförnu ári hefur vísindamönnum Kvikunarstöðvar Bandaríkjanna (NIF) við Lawrence Livermore-rannsóknarstöðina í Kaliforníu, tekist að framleiða umframorku með kjarnasamruna. Umframorka er í þessu samhengi sú orka sem framleidd er, umfram þá orku sem þurfti til að koma kjarnasamrunanum af stað. John Kerry, sérstakur umhverfiserindreki Bandaríkjanna, lýsti því yfir fyrr í mánuðinum að Bandaríkjamenn myndu vinna með öðrum ríkjum að þróun kjarnasamrunatækni. Kjarnasamruni sem raunveruleg lausn við veðurfarsbreytingum og mengun væri að verða raunverulegur möguleiki. Kjarnasamruni á sér stað í sólinni og öðrum stjörnum alheimsins en vísindamenn hafa lengi reynt að þróa aðferðir til að framleiða kjarnasamruna á jörðinni og nýta hann til orkuframleiðslu. Með því beisla mátt sólarinnar með þessum hætti væri hægt að framleiða nánast óþrjótandi hreina orku, sem skildi engan úrgang eftir sig og væri kolefnisfrítt. Þar að auki er engin hætta á að kjarnasamrunaorkuver bræði úr sér eða valdi stórum sprengingum. Vísindamenn Kvikunarstöðvarinnar kveikja kjarnasamruna með því að beina fjölda leysigeisla að hylki með tví- og þrívetni (e. deuterium og tritium). Við það þéttist efnið gríðarlega og verður hundrað sinnum eðlisþéttara en blý og hitnar upp í 100 milljón gráður á Celsíus. Hér að neðan má sjá myndband frá Kvikunarstöðinni þar sem farið er yfir starfsemina og vísindin sem eiga sér stað þar. Ár frá miklum áfanga Því var lýst yfir þann 13. desember í fyrra að kjarnasamruni hefði verið notaður til að framleiða meiri orku en þurfti til að koma honum af stað. Það var í fyrsta sinn frá því rannsóknir á kjarnasamruna hófust á sjötta áratug síðustu aldar sem þessi áfangi náðist. Samruninn hjá NIF er bæði heitari og myndar meiri þrýsting en það ferli sem á sér stað í sólinni. Í sólinni og öðrum stjörnum er það þyngdarkraftur sem keyrir ferlið áfram. Þar er frumeindum þrýst saman við gríðarlega mikinn hita en flest frumefni í alheiminum sem eru þyngri en vetni og helín mynduðust í kjarna stjarna. „Í einföldu máli þá er þetta eitt mikilvægasta afrek 21. aldarinnar á sviði vísinda,“ sagði Jennifer Granholm, orkumálaráðherra Bandaríkjanna, á blaðamannafundi. Tekið var fram á fundinum að líklega myndi taka langan tíma að ná þeim áfanga að byggja orkuver fyrir almenning þar sem notast er við kjarnasamruna en um gífurlega mikilvægt skref væri að ræða. Í grein sem birt var á vef Nature um helgina kemur fram að NIF hafi ekki verið stofnað sem orkuver, heldur hafi markmið tilraunastofunnar verið að kanna ferlið sem á sér stað þegar kjarnorkuvopn springa. Starf stofnunarinnar hefur verið notað til að bæta virkni kjarnorkuvopna. Vísindamennirnir hafa þó náð miklum árangri á sviði kjarnasamruna til orkuframleiðslu. Þrjár af sex tilraunum á undanförnu ári skiluðu góðum árangri og er talið að tvær til viðbótar hafi framleitt umframorku en þó óverulega. Met var sett þann 30. júlí í sumar þegar kjarnasamruni hjá NIF framleiddi 3,88 megajúl, sem var 89 prósentum meira en þurfti til að koma kjarnasamrunanum af stað. Það var meiri orka en framleidd var í desember í fyrra, sem var 54 prósentum meira en orkan sem sett var í kjarnasamrunann. Í grein Nature segir að það umframorkuframleiðsla hafi svo tvisvar sinnum heppnast í október. Í tveimur öðrum tilraunum er talið líklegt að umframorka hafi verið framleidd en það hefur ekki verið staðfest. Nature segir að til standi að fjölga rannsóknarstöðvum Í Bandaríkjunum sem eiga að rannsaka kjarnasamruna til orkuframleiðslu. Eitt af helstu verkefnum þessarar vinnu er að hann skilvirkari leysigeisla, svo hægt sé að koma kjarnasamruna af stað með minni tilkostnaði. Stærsti samrunaofninn smíðaður í Frakklandi Verið er að smíða stærsta kjarnasamrunaver heimsins í Frakklandi þar sem markmiðið er að þróa möguleg orkuver framtíðarinnar. Samrunaofninn verður um 23 þúsund tonn að þyngd en einn rafsegull hans af þremur er sagður geta lyft heilu flugmóðurskipi. 35 þjóðir heims koma að verkefninu, sem ber heitið ITER, og hafa þúsundir vísindamanna og verkfræðinga unnið við það. Gífurlega mikla orku mun þurfa til að koma kjarnasamruna af stað í ofni Iter og sömuleiðis til að halda plasmanum, eða „sólinni“, sem verður til við samrunann í loftinu. Ofninn er hannaður til að þola um 150 milljón gráðu hita. Iter-verkefnið hefur farið langt fram úr kostnaðaráætlunum en verið er að smíða aðra samrunaofna, þó enga af þessari stærð, víða um heim. Vísindi Bandaríkin Orkumál Tækni Frakkland Kjarnorka Mest lesið Fjögurra milljarða gjaldið gæti hækkað verði ekkert úr áframhaldandi undanþágu Innlent Útiloka ekki að beita hernum í Grænlandi Erlent Mikill viðbúnaður á Kringlumýrarbraut Innlent Án leyfis en titlar sig enn sem lækni Innlent Íslenskur fjárfestir í óvenjulegri skilnaðardeilu í Bretlandi Innlent Vill lækka veikindahlutfall opinberra starfsmanna Innlent Segir skynsamlegt að anda með nefinu varðandi Grænland Innlent Sami oddviti í fyrsta sinn í tæp þrjátíu ár Innlent Zo-On fær ekki krónu: Kveikt á rafsuðutæki þegar eldurinn kviknaði Innlent „Það er öllu stjórnað með ógn þarna“ Innlent Fleiri fréttir Útiloka ekki að beita hernum í Grænlandi „Stórt framfaraskref“ Óska eftir fundi með Rubio Kaffilaus fundur í gluggalausu herbergi „Ég ætla ekki að segja hættum við kosningarnar“ Nýtti sér leik sinn í Dansar við úlfa við að mynda sértrúarsöfnuð Hafa birt innan við prósent af Epstein-skjölunum Walz hættir við framboð vegna árása Trump-liða Sænskur ráðherra hlutgerður á miðli Musk Vill afhenda Trump friðarverðlaunin Svissneski skemmtistaðurinn ekki skoðaður í fimm ár Kristrún, Witkoff og Kushner á fundinum í París í dag Huldumaður hagnaðist verulega á árásinni á Venesúela Fyrrverandi fjármálaráðherra Kanada verður ráðgjafi Selenskí Var með fleiri en fimmtíu hunda á heimilinu Segir þörf á samtali um „meintan“ yfirráðarétt Dana „Ég er forseti sem hefur verið rænt; stríðsfangi!“ Fækkar ráðlögðum bóluefnum „Ég er ekki í pólitík til að gera fólk glatt“ „Einhver verður að gera eitthvað til að stoppa manninn af“ Hæddist að vörnum Dana á Grænlandi: „Þeir bættu við einum hundasleða“ Upphaf langra málaferla Ítrekaðar íhlutanir í „bakgarði“ Bandaríkjanna Fjallaljón banaði konu eftir að ráðist var á mann Maduro verður leiddur fyrir dómara síðdegis Rétta yfir löggu fyrir aðgerðaleysi á meðan börn og kennarar voru myrt Tíu sakfelld fyrir að halda því fram að forsetafrúin sé trans Reyna að koma sextán skipum gegnum herkví Rannsaka klámmyndir spjallmennis Musk af táningum Aðgerðasinnar tóku rafmagnið af Berlín Sjá meira
Í minnst þremur af sex tilraunum á undanförnu ári hefur vísindamönnum Kvikunarstöðvar Bandaríkjanna (NIF) við Lawrence Livermore-rannsóknarstöðina í Kaliforníu, tekist að framleiða umframorku með kjarnasamruna. Umframorka er í þessu samhengi sú orka sem framleidd er, umfram þá orku sem þurfti til að koma kjarnasamrunanum af stað. John Kerry, sérstakur umhverfiserindreki Bandaríkjanna, lýsti því yfir fyrr í mánuðinum að Bandaríkjamenn myndu vinna með öðrum ríkjum að þróun kjarnasamrunatækni. Kjarnasamruni sem raunveruleg lausn við veðurfarsbreytingum og mengun væri að verða raunverulegur möguleiki. Kjarnasamruni á sér stað í sólinni og öðrum stjörnum alheimsins en vísindamenn hafa lengi reynt að þróa aðferðir til að framleiða kjarnasamruna á jörðinni og nýta hann til orkuframleiðslu. Með því beisla mátt sólarinnar með þessum hætti væri hægt að framleiða nánast óþrjótandi hreina orku, sem skildi engan úrgang eftir sig og væri kolefnisfrítt. Þar að auki er engin hætta á að kjarnasamrunaorkuver bræði úr sér eða valdi stórum sprengingum. Vísindamenn Kvikunarstöðvarinnar kveikja kjarnasamruna með því að beina fjölda leysigeisla að hylki með tví- og þrívetni (e. deuterium og tritium). Við það þéttist efnið gríðarlega og verður hundrað sinnum eðlisþéttara en blý og hitnar upp í 100 milljón gráður á Celsíus. Hér að neðan má sjá myndband frá Kvikunarstöðinni þar sem farið er yfir starfsemina og vísindin sem eiga sér stað þar. Ár frá miklum áfanga Því var lýst yfir þann 13. desember í fyrra að kjarnasamruni hefði verið notaður til að framleiða meiri orku en þurfti til að koma honum af stað. Það var í fyrsta sinn frá því rannsóknir á kjarnasamruna hófust á sjötta áratug síðustu aldar sem þessi áfangi náðist. Samruninn hjá NIF er bæði heitari og myndar meiri þrýsting en það ferli sem á sér stað í sólinni. Í sólinni og öðrum stjörnum er það þyngdarkraftur sem keyrir ferlið áfram. Þar er frumeindum þrýst saman við gríðarlega mikinn hita en flest frumefni í alheiminum sem eru þyngri en vetni og helín mynduðust í kjarna stjarna. „Í einföldu máli þá er þetta eitt mikilvægasta afrek 21. aldarinnar á sviði vísinda,“ sagði Jennifer Granholm, orkumálaráðherra Bandaríkjanna, á blaðamannafundi. Tekið var fram á fundinum að líklega myndi taka langan tíma að ná þeim áfanga að byggja orkuver fyrir almenning þar sem notast er við kjarnasamruna en um gífurlega mikilvægt skref væri að ræða. Í grein sem birt var á vef Nature um helgina kemur fram að NIF hafi ekki verið stofnað sem orkuver, heldur hafi markmið tilraunastofunnar verið að kanna ferlið sem á sér stað þegar kjarnorkuvopn springa. Starf stofnunarinnar hefur verið notað til að bæta virkni kjarnorkuvopna. Vísindamennirnir hafa þó náð miklum árangri á sviði kjarnasamruna til orkuframleiðslu. Þrjár af sex tilraunum á undanförnu ári skiluðu góðum árangri og er talið að tvær til viðbótar hafi framleitt umframorku en þó óverulega. Met var sett þann 30. júlí í sumar þegar kjarnasamruni hjá NIF framleiddi 3,88 megajúl, sem var 89 prósentum meira en þurfti til að koma kjarnasamrunanum af stað. Það var meiri orka en framleidd var í desember í fyrra, sem var 54 prósentum meira en orkan sem sett var í kjarnasamrunann. Í grein Nature segir að það umframorkuframleiðsla hafi svo tvisvar sinnum heppnast í október. Í tveimur öðrum tilraunum er talið líklegt að umframorka hafi verið framleidd en það hefur ekki verið staðfest. Nature segir að til standi að fjölga rannsóknarstöðvum Í Bandaríkjunum sem eiga að rannsaka kjarnasamruna til orkuframleiðslu. Eitt af helstu verkefnum þessarar vinnu er að hann skilvirkari leysigeisla, svo hægt sé að koma kjarnasamruna af stað með minni tilkostnaði. Stærsti samrunaofninn smíðaður í Frakklandi Verið er að smíða stærsta kjarnasamrunaver heimsins í Frakklandi þar sem markmiðið er að þróa möguleg orkuver framtíðarinnar. Samrunaofninn verður um 23 þúsund tonn að þyngd en einn rafsegull hans af þremur er sagður geta lyft heilu flugmóðurskipi. 35 þjóðir heims koma að verkefninu, sem ber heitið ITER, og hafa þúsundir vísindamanna og verkfræðinga unnið við það. Gífurlega mikla orku mun þurfa til að koma kjarnasamruna af stað í ofni Iter og sömuleiðis til að halda plasmanum, eða „sólinni“, sem verður til við samrunann í loftinu. Ofninn er hannaður til að þola um 150 milljón gráðu hita. Iter-verkefnið hefur farið langt fram úr kostnaðaráætlunum en verið er að smíða aðra samrunaofna, þó enga af þessari stærð, víða um heim.
Vísindi Bandaríkin Orkumál Tækni Frakkland Kjarnorka Mest lesið Fjögurra milljarða gjaldið gæti hækkað verði ekkert úr áframhaldandi undanþágu Innlent Útiloka ekki að beita hernum í Grænlandi Erlent Mikill viðbúnaður á Kringlumýrarbraut Innlent Án leyfis en titlar sig enn sem lækni Innlent Íslenskur fjárfestir í óvenjulegri skilnaðardeilu í Bretlandi Innlent Vill lækka veikindahlutfall opinberra starfsmanna Innlent Segir skynsamlegt að anda með nefinu varðandi Grænland Innlent Sami oddviti í fyrsta sinn í tæp þrjátíu ár Innlent Zo-On fær ekki krónu: Kveikt á rafsuðutæki þegar eldurinn kviknaði Innlent „Það er öllu stjórnað með ógn þarna“ Innlent Fleiri fréttir Útiloka ekki að beita hernum í Grænlandi „Stórt framfaraskref“ Óska eftir fundi með Rubio Kaffilaus fundur í gluggalausu herbergi „Ég ætla ekki að segja hættum við kosningarnar“ Nýtti sér leik sinn í Dansar við úlfa við að mynda sértrúarsöfnuð Hafa birt innan við prósent af Epstein-skjölunum Walz hættir við framboð vegna árása Trump-liða Sænskur ráðherra hlutgerður á miðli Musk Vill afhenda Trump friðarverðlaunin Svissneski skemmtistaðurinn ekki skoðaður í fimm ár Kristrún, Witkoff og Kushner á fundinum í París í dag Huldumaður hagnaðist verulega á árásinni á Venesúela Fyrrverandi fjármálaráðherra Kanada verður ráðgjafi Selenskí Var með fleiri en fimmtíu hunda á heimilinu Segir þörf á samtali um „meintan“ yfirráðarétt Dana „Ég er forseti sem hefur verið rænt; stríðsfangi!“ Fækkar ráðlögðum bóluefnum „Ég er ekki í pólitík til að gera fólk glatt“ „Einhver verður að gera eitthvað til að stoppa manninn af“ Hæddist að vörnum Dana á Grænlandi: „Þeir bættu við einum hundasleða“ Upphaf langra málaferla Ítrekaðar íhlutanir í „bakgarði“ Bandaríkjanna Fjallaljón banaði konu eftir að ráðist var á mann Maduro verður leiddur fyrir dómara síðdegis Rétta yfir löggu fyrir aðgerðaleysi á meðan börn og kennarar voru myrt Tíu sakfelld fyrir að halda því fram að forsetafrúin sé trans Reyna að koma sextán skipum gegnum herkví Rannsaka klámmyndir spjallmennis Musk af táningum Aðgerðasinnar tóku rafmagnið af Berlín Sjá meira