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 Barnasáttmálinn verið þverbrotinn í barnvænu sveitarfélagi Innlent Ný ráðgjafarnefnd Kennedy hyggst endurskoða bólusetningar barna Erlent Þorgerður niðurlægi konur með því að kalla Trump heillandi Innlent „Þetta er svona hús sem er alltaf verið að flytja í og úr“ Innlent Veik stofnun skaði fjárhag ríkissjóðs Innlent Stofna sérstakan dómstól vegna árásarglæpa Rússa Erlent Nýju tilboði í Háholt svarað með gagntilboði Innlent Innbrot á veitingastað og grunur um íkveikju í bifreið Innlent Tilkynningum til barnaverndar fjölgaði um tíu prósent árið 2024 Innlent Kristrún missti af fundi með Selenskí Erlent Fleiri fréttir Ný ráðgjafarnefnd Kennedy hyggst endurskoða bólusetningar barna Stofna sérstakan dómstól vegna árásarglæpa Rússa Segist funda með ráðamönnum Íran í næstu viku Trump íhugar að láta Úkraínumenn fá fleiri Patriot-kerfi Kristrún missti af fundi með Selenskí Tók í spaðann á Trump: „Hann er nú heillandi, karlinn“ Segir Spánverja munu borga fyrir að borga ekki nóg Lögðu grunninn að „sterkara, sanngjarnara og banvænna“ NATO Telur engan vafa um að Bandaríkin verji bandamenn sína Biðst afsökunar á gyðingahatri Svíþjóðardemókrata Diddy ætlar ekki að bera vitni Trump gefur lítið fyrir Pentagon skýrsluna og segir árásina hafa heppnast fullkomlega 33 ára sósíalisti hafði betur gegn Cuomo í New York Bretar eignast aftur herþotur sem geta flutt kjarnorkuvopn Myndaveisla: Fyrsti dagur leiðtogafundar Atlantshafsbandalagsins Æsispennandi forval: Framtíð Demókrataflokksins gæti ráðist í New York Átök í Miðausturlöndum: „Erfitt að meta hvað er í raun og veru í gangi“ Ný skýrsla: Bandaríkjunum mistókst að eyðileggja kjarnorkumannvirki Írana „Þrátt fyrir allan þennan vígbúnað þá er þetta mjög vinalegt“ „Honum fylgir auðvitað ákveðinn ófyrirsjáanleiki“ Óbreyttir borgarar féllu í árásum Rússa á úkraínskar borgir Íranir neita að hafa skotið eldflaugum Áhrifavaldur sakaður um að bera ábyrgð á dauða dóttur sinnar Segir vopnahlé í höfn Trump þakkar Írönum fyrir að láta vita af sér Rýma sextán þorp vegna gróðurelda í Grikklandi Íranir ráðast á herstöð Bandaríkjamanna í Katar Handtóku Evrópubúa sakaðan um njósnir fyrir Ísrael Byrjað að smella af með stærstu myndavél í heimi Meira örplast í flöskum úr gleri en plasti 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 Barnasáttmálinn verið þverbrotinn í barnvænu sveitarfélagi Innlent Ný ráðgjafarnefnd Kennedy hyggst endurskoða bólusetningar barna Erlent Þorgerður niðurlægi konur með því að kalla Trump heillandi Innlent „Þetta er svona hús sem er alltaf verið að flytja í og úr“ Innlent Veik stofnun skaði fjárhag ríkissjóðs Innlent Stofna sérstakan dómstól vegna árásarglæpa Rússa Erlent Nýju tilboði í Háholt svarað með gagntilboði Innlent Innbrot á veitingastað og grunur um íkveikju í bifreið Innlent Tilkynningum til barnaverndar fjölgaði um tíu prósent árið 2024 Innlent Kristrún missti af fundi með Selenskí Erlent Fleiri fréttir Ný ráðgjafarnefnd Kennedy hyggst endurskoða bólusetningar barna Stofna sérstakan dómstól vegna árásarglæpa Rússa Segist funda með ráðamönnum Íran í næstu viku Trump íhugar að láta Úkraínumenn fá fleiri Patriot-kerfi Kristrún missti af fundi með Selenskí Tók í spaðann á Trump: „Hann er nú heillandi, karlinn“ Segir Spánverja munu borga fyrir að borga ekki nóg Lögðu grunninn að „sterkara, sanngjarnara og banvænna“ NATO Telur engan vafa um að Bandaríkin verji bandamenn sína Biðst afsökunar á gyðingahatri Svíþjóðardemókrata Diddy ætlar ekki að bera vitni Trump gefur lítið fyrir Pentagon skýrsluna og segir árásina hafa heppnast fullkomlega 33 ára sósíalisti hafði betur gegn Cuomo í New York Bretar eignast aftur herþotur sem geta flutt kjarnorkuvopn Myndaveisla: Fyrsti dagur leiðtogafundar Atlantshafsbandalagsins Æsispennandi forval: Framtíð Demókrataflokksins gæti ráðist í New York Átök í Miðausturlöndum: „Erfitt að meta hvað er í raun og veru í gangi“ Ný skýrsla: Bandaríkjunum mistókst að eyðileggja kjarnorkumannvirki Írana „Þrátt fyrir allan þennan vígbúnað þá er þetta mjög vinalegt“ „Honum fylgir auðvitað ákveðinn ófyrirsjáanleiki“ Óbreyttir borgarar féllu í árásum Rússa á úkraínskar borgir Íranir neita að hafa skotið eldflaugum Áhrifavaldur sakaður um að bera ábyrgð á dauða dóttur sinnar Segir vopnahlé í höfn Trump þakkar Írönum fyrir að láta vita af sér Rýma sextán þorp vegna gróðurelda í Grikklandi Íranir ráðast á herstöð Bandaríkjamanna í Katar Handtóku Evrópubúa sakaðan um njósnir fyrir Ísrael Byrjað að smella af með stærstu myndavél í heimi Meira örplast í flöskum úr gleri en plasti Sjá meira