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 „Lygaáróðursherferð af hálfu pólitískra andstæðinga“ Innlent Allir Bretar fæddir eftir 2008 í lífstíðarbann frá tóbaki Erlent Fiskflutningabíll valt á Þorlákshafnarvegi Innlent Vilja tæpar tvö hundruð billjónir til varnarmála Erlent Tveir flokkar í Garðabæ útiloka samstarf Innlent Þriðji þingmaðurinn segir af sér á viku Erlent Ingó veðurguð hefur fengið meira en nóg Innlent Hætta að styrkja Feneyjartvíæringinn vegna þátttöku Rússa Erlent Við þurfum að vera tilbúin að takast á við eldgosavá Innlent Greinir frá nauðgun eftir sýningu í Þjóðleikhúsinu Innlent Fleiri fréttir Vilja senda afganska bandamenn og fjölskyldur til Kongó Hætta að styrkja Feneyjartvíæringinn vegna þátttöku Rússa Vilja tæpar tvö hundruð billjónir til varnarmála Allir Bretar fæddir eftir 2008 í lífstíðarbann frá tóbaki Framlengir vopnahléið og herkvína Þriðji þingmaðurinn segir af sér á viku Viðræður enn á ís vegna „óásættanlegrar“ hegðunar Ein hinsta ósk Frans páfa enn óuppfyllt „Jæja, herra Heuermann. Mér skilst að þú hyggist játa fyrir mér þessi morð?“ Starmer vissi ekkert en þrýstingurinn mikill að gefa Mandelson grænt ljós Skaut ferðamann til bana við mexíkóskan pýramída Friðurinn úti á morgun en ekkert ákveðið um viðræður Óttast enn stærri skjálfta í Japan á næstu dögum Vilja festa símabannið í lög Vill þrjátíu milljarða vegna fyllerísfréttar D4vid ákærður fyrir að myrða táningsstúlku Utankjörfundur fer vel af stað og fylgið að setjast Stór skálfti í Japan og flóðbylgjuviðvörun gefin út Bandamaður Rússa vann stórsigur í Búlgaríu Faðirinn skaut sjö börn sín til bana og eitt til viðbótar Starmer á leið á átakafund í þinginu Stjórnvöld í Tehran sögð orðin afhuga samningaviðræðum Barist á hafi úti Átta börn látin eftir skotárás „Það er kominn tími til að binda endi á drápsvél Íran“ Klukkan tifar og enn langt í land Að minnsta kosti sex látnir eftir gíslatöku í matvöruverslun Gámaskip Samskipa bilaði við Færeyjar Trump segir Írani krúttlega og þeir geti ekki kúgað Bandaríkin Fimm látnir eftir skotárás í Kænugarði 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 „Lygaáróðursherferð af hálfu pólitískra andstæðinga“ Innlent Allir Bretar fæddir eftir 2008 í lífstíðarbann frá tóbaki Erlent Fiskflutningabíll valt á Þorlákshafnarvegi Innlent Vilja tæpar tvö hundruð billjónir til varnarmála Erlent Tveir flokkar í Garðabæ útiloka samstarf Innlent Þriðji þingmaðurinn segir af sér á viku Erlent Ingó veðurguð hefur fengið meira en nóg Innlent Hætta að styrkja Feneyjartvíæringinn vegna þátttöku Rússa Erlent Við þurfum að vera tilbúin að takast á við eldgosavá Innlent Greinir frá nauðgun eftir sýningu í Þjóðleikhúsinu Innlent Fleiri fréttir Vilja senda afganska bandamenn og fjölskyldur til Kongó Hætta að styrkja Feneyjartvíæringinn vegna þátttöku Rússa Vilja tæpar tvö hundruð billjónir til varnarmála Allir Bretar fæddir eftir 2008 í lífstíðarbann frá tóbaki Framlengir vopnahléið og herkvína Þriðji þingmaðurinn segir af sér á viku Viðræður enn á ís vegna „óásættanlegrar“ hegðunar Ein hinsta ósk Frans páfa enn óuppfyllt „Jæja, herra Heuermann. Mér skilst að þú hyggist játa fyrir mér þessi morð?“ Starmer vissi ekkert en þrýstingurinn mikill að gefa Mandelson grænt ljós Skaut ferðamann til bana við mexíkóskan pýramída Friðurinn úti á morgun en ekkert ákveðið um viðræður Óttast enn stærri skjálfta í Japan á næstu dögum Vilja festa símabannið í lög Vill þrjátíu milljarða vegna fyllerísfréttar D4vid ákærður fyrir að myrða táningsstúlku Utankjörfundur fer vel af stað og fylgið að setjast Stór skálfti í Japan og flóðbylgjuviðvörun gefin út Bandamaður Rússa vann stórsigur í Búlgaríu Faðirinn skaut sjö börn sín til bana og eitt til viðbótar Starmer á leið á átakafund í þinginu Stjórnvöld í Tehran sögð orðin afhuga samningaviðræðum Barist á hafi úti Átta börn látin eftir skotárás „Það er kominn tími til að binda endi á drápsvél Íran“ Klukkan tifar og enn langt í land Að minnsta kosti sex látnir eftir gíslatöku í matvöruverslun Gámaskip Samskipa bilaði við Færeyjar Trump segir Írani krúttlega og þeir geti ekki kúgað Bandaríkin Fimm látnir eftir skotárás í Kænugarði Sjá meira