Syarikat New Zealand bergerak lebih dekat kepada tenaga gabungan tanpa had

(CLO) Di sebuah gudang di Wellington, ibu negara New Zealand, sebuah syarikat permulaan cuba mencipta semula tenaga bintang di Bumi, menggunakan jenis reaktor gabungan baharu.

Apakah tenaga gabungan?

Matlamat syarikat adalah untuk menghasilkan gabungan nuklear, satu bentuk tenaga bersih hampir tanpa had yang dicipta oleh tindak balas yang bertentangan dengan kuasa nuklear semasa dunia .

Ini bermakna bukannya membelah atom, pelakuran nuklear menggabungkannya bersama-sama dengan cara yang sama Matahari mencipta tenaga. Ini menghasilkan letupan tenaga yang kuat yang dimungkinkan dengan menggunakan unsur yang paling banyak di alam semesta: hidrogen.

Reaktor gabungan nuklear OpenStar Technologies di Wellington, New Zealand. Foto: OpenStar Technologies

Awal bulan ini, OpenStar Technologies mengumumkan bahawa ia telah mencipta plasma panas lampau pada kira-kira 300,000 darjah Celsius — satu langkah utama dalam menghasilkan tenaga gabungan.

"Plasa pertama adalah detik yang sangat penting," kata Ratu Mataira, pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif OpenStar, kerana ia menandakan sistem syarikat berfungsi.

Syarikat itu mengambil masa dua tahun dan kira-kira $10 juta untuk mencapainya, tambahnya, dengan matlamat menjadikan teknologi tenaga gabungan lebih murah dan pantas.

OpenStar ialah salah satu daripada segelintir syarikat permulaan yang mendorong penyelidikan dan pembangunan ke dalam tenaga gabungan, dengan matlamat untuk mengkomersialkannya, walaupun ia belum terbukti sepenuhnya.

Syarikat tenaga Fusion telah menarik lebih daripada $7.1 bilion dalam pembiayaan, menurut Persatuan Industri Fusion. Tetapi pakar memberi amaran bahawa jalan di hadapan masih panjang dan mencabar.

Gabungan – proses yang sama yang menggerakkan Matahari dan bintang lain – sering dipanggil “cawan suci” tenaga bersih: ia hampir tidak terhad, tidak mencemarkan alam sekitar dan tidak menghasilkan sisa radioaktif berbahaya seperti tindak balas pembelahan dalam loji kuasa nuklear hari ini.

Ini adalah lonjakan kuantum ke hadapan dalam menangani krisis iklim yang semakin meningkat. Ia boleh memberikan tenaga yang boleh dipercayai dan berterusan tanpa perlu membina banyak infrastruktur baharu. Ini bermakna kita boleh bertukar kepada tenaga bersih tanpa mengganggu cara hidup kita sekarang.

Walau bagaimanapun, menjana tenaga gabungan di Bumi adalah satu cabaran yang sangat besar.

Teknologi gabungan baharu

Teknologi yang paling biasa melibatkan reaktor yang dikenali sebagai tokamak, yang dicas dengan dua bentuk gas hidrogen - deuterium, yang mudah ditemui dalam air laut, dan tritium yang diekstrak daripada litium.

Suhu di dalam tokamak mencapai 150 juta darjah, 10 kali lebih panas daripada teras Matahari. Di bawah suhu yang melampau ini, isotop hidrogen berlanggar dalam plasma, menyebabkan mereka bercantum dan mencipta sejumlah besar tenaga.

Gegelung medan magnet tokamak membantu menghalang plasma daripada menyentuh dinding peranti.

Teknologi OpenStar, bagaimanapun, adalah sebaliknya. Daripada mempunyai plasma di dalam magnet, ia mempunyai magnet di dalam plasma.

Animasi di dalam reaktor OpenStar. Foto: OpenStar Technologies

Reaktornya mempunyai magnet kuat yang digantung di dalam ruang hampagas selebar kira-kira 16 kaki. Susunan ini diilhamkan oleh fenomena alam seperti medan magnet Bumi.

Ahli fizik Akira Hasegawa menghasilkan konsep itu pada tahun 1980-an, berdasarkan penyelidikannya mengenai plasma di sekitar Musytari. Mesin pertama yang menggunakan prinsip ini telah dibina di MIT, dengan kerjasama Universiti Columbia, dan mula beroperasi pada tahun 2004, tetapi telah ditutup pada tahun 2011.

"Kelebihan reaktor ini adalah keupayaan untuk melelakan dengan cepat dan meningkatkan prestasi dengan cepat," kata Mataira. Berbanding dengan tokamak, teknologi OpenStar adalah lebih mudah dan lebih mudah untuk dibaiki jika berlaku masalah.

OpenStar telah mengumpul $12 juta dan sedang bersedia untuk pusingan pembiayaan yang lebih besar, bertujuan untuk membina dua lagi prototaip dalam dua hingga empat tahun akan datang.

Tenaga gabungan menjadi semakin boleh dilaksanakan

OpenStar hanyalah salah satu daripada banyak syarikat permulaan gabungan yang telah muncul dalam tempoh lima tahun yang lalu. Negara-negara seperti China, AS dan Korea Selatan juga meneruskan penyelidikan dan pembinaan reaktor gabungan, semuanya dengan sedikit kejayaan.

Korea Advanced Superconducting Tokamak Research Facility (KSTAR), yang dikenali sebagai "matahari tiruan", di Institut Tenaga Gabungan Korea. Foto: AFP

"Bidang ini berkembang dengan pesat sehingga pelabur swasta sanggup melabur untuk mempercepatkan penyelidikan dan pembangunan teknologi ini," kata Profesor Gerald Navratil dari Universiti Columbia.

Commonwealth Fusion Systems, peneraju dalam teknologi tokamak, telah mengumpulkan lebih daripada $2 bilion. Sementara itu, syarikat lain seperti OpenStar dan Zap Energy sedang menjalankan pendekatan yang lebih unik. Zap Energy memberi tumpuan kepada membangunkan reaktor padat dan boleh skala yang menggunakan denyutan elektrik untuk mencipta plasma.

Syarikat dalam bidang menawarkan jawapan kepada soalan "Bilakah kuasa gabungan akan siap?" OpenStar meramalkan enam tahun. Commonwealth Fusion berkata awal 2030. Zap Energy menjawab sama.

Walau bagaimanapun, Pihak Berkuasa Tenaga Atom UK mengatakan bahawa pengkomersilan tenaga gabungan tidak akan dapat dilakukan sehingga separuh kedua abad ini, disebabkan oleh cabaran saintifik dan teknikal yang besar.

Navratil berkata bahawa syarikat pemula kadangkala cenderung untuk "melebihkan apa yang boleh mereka lakukan." Bergerak dari teori kepada amalan, terutamanya membina sistem tenaga yang selamat dan boleh dipercayai, adalah proses yang kompleks.

Namun, Mataira percaya perlumbaan untuk membangunkan tenaga gabungan akan mewujudkan persekitaran kompetitif yang bertenaga di mana syarikat belajar antara satu sama lain dan bekerjasama untuk mempercepatkan kemajuan.

Ha Trang (menurut CNN)

Sumber: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhiet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html