China se apropie de stăpânirea surselor nelimitate de energie curată

Orașul vibrant Shanghai marchează sărbătorile naționale cu spectacole de lumini de renume mondial , iluminând zgârie-norii în culori strălucitoare.

Este locul unde oamenii de știință și inginerii lucrează non-stop pentru a descoperi următorul mare progres în tehnologia globală, de la internetul 6G și inteligența artificială avansată până la robotica de generație următoare. Tot aici lucrează un mic startup numit Energy Singularity la ceva extraordinar: energia de fuziune.

Energia de fuziune este energia produsă în reacțiile de fuziune nucleară. Este opusul reacției de fisiune utilizată în reactoarele nucleare sau în armele atomice de astăzi.

Fuziunea nucleară, procesul care alimentează Soarele și alte stele, este dificil de reprodus pe Pământ. Mai multe țări au realizat fuziunea nucleară, dar menținerea ei suficient de mult timp pentru utilizarea în lumea reală rămâne o provocare.

Shanghai noaptea. Foto: New York Times

O reacție de fuziune nucleară controlată eliberează de aproximativ 4 milioane de ori mai multă energie decât arderea cărbunelui, petrolului sau gazelor și de 4 ori mai multă decât fisiunea, tipul de energie nucleară utilizat astăzi. Nu va fi dezvoltată la timp pentru a combate schimbările climatice în acest deceniu, dar ar putea fi soluția la încălzirea viitoare.

Guvernul chinez investește bani în proiect, estimând că va investi între 1 miliard și 1,5 miliarde de dolari pe an în fuziune, potrivit lui Jean Paul Allain, șeful Biroului pentru Știința Energiei de Fuziune din cadrul Departamentului de Energie al SUA. Prin comparație, guvernul SUA cheltuiește aproximativ 800 de milioane de dolari pe an.

Companiile private din ambele țări sunt optimiste că pot aduce energia de fuziune în rețea până la mijlocul anilor 2030, în ciuda provocărilor tehnice uriașe care rămân.

Tokamak „soare artificial”

Fuziunea nucleară este un proces incredibil de complex care implică comprimarea a două nuclee care în mod normal se resping reciproc. O modalitate de a face acest lucru este creșterea temperaturii într-un tokamak la 150 de milioane de grade Celsius, de 10 ori mai mare decât temperatura nucleului soarelui.

Când fuzionează, nucleele eliberează o cantitate mare de energie sub formă de căldură, care poate fi apoi utilizată pentru a acționa turbine și a genera electricitate.

Startup-ul Energy Singularity, cu sediul în Shanghai, și-a construit propriul tokamak în trei ani, mai rapid decât orice reactor construit vreodată. Un tokamak este o mașină cilindrică sau toroidală incredibil de complexă care încălzește hidrogenul la temperaturi extrem de ridicate, creând o plasmă în care are loc fuziunea nucleară.

Plasma este închisă în tokamak-ul Energy Singularity în timpul unui experiment. Fotografie: Energy Singularity

Energy Singularity a primit investiții private de peste 112 milioane de dolari și a realizat, de asemenea, o premieră mondială: tokamak-ul actual al companiei este singurul tokamak care utilizează magneți avansați în experimentele cu plasmă.

Numiți supraconductori la temperatură înaltă, magneții sunt mai puternici decât magneții de cupru utilizați în tokamakurile mai vechi, permițând tokamakurilor mai mici să genereze la fel de multă energie de fuziune ca cele mari și pot limita mai bine plasma.

Compania a declarat că intenționează să construiască un tokamak de a doua generație pentru a demonstra că metoda sa este viabilă din punct de vedere comercial până în 2027 și se așteaptă să aibă un dispozitiv de a treia generație care poate furniza energie rețelei până în 2035.

Cu banii pe care China îi investește în cercetare, conceptul de tokamak avansează rapid. Tokamak-ul chinezesc EAST din Hefei a menținut plasma constantă la 70 de milioane de grade Celsius, de cinci ori mai fierbinte decât nucleul Soarelui, timp de peste 17 minute, un record mondial și o descoperire incredibilă.

Tehnologia laser

În timp ce China se întrece în avans cu reactoarele tokamak, SUA găsește un avantaj într-o altă tehnologie: laserele.

La sfârșitul anului 2022, oamenii de știință de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California au tras aproape 200 de lasere într-un cilindru care conținea o capsulă de combustibil de dimensiunea unui bob de piper, acesta fiind primul experiment reușit din lume care a produs energie netă de fuziune. Energia eliberată în urma procesului a fost mai mare decât energia utilizată pentru încălzirea capsulei.

Parte a sistemului laser de la Laboratorul Național Lawrence Livermore, unde oamenii de știință au „declanșat” cu succes o reacție de fuziune. Fotografie: Damien Jemison

Există încă multe alte modalități de a realiza fuziunea nucleară, iar SUA mizează pe o varietate de tehnologii.

„Poate că există mai multe modalități și nu știm exact care este cea mai bună” de a aborda energia de fuziune, a declarat Melanie Windridge, fiziciană specializată în plasmă, cu sediul în Marea Britanie. Ea a spus că acest lucru va depinde de costuri și de alți factori pe termen lung, dar a insistat că tokamak-ul este conceptul cel mai bine studiat.

În timp ce guvernul chinez a investit bani în fuziune, Statele Unite au atras mai multe investiții private. La nivel global, sectorul privat a cheltuit 7 miliarde de dolari pentru fuziune în ultimii trei-patru ani, aproximativ 80% provenind de la companii americane, potrivit lui Allain.

Dar dacă guvernul chinez continuă să investească peste 1 miliard de dolari pe an, această cifră ar putea depăși în curând cheltuielile SUA, chiar și în sectorul privat.

Și dacă aceste investiții se termină, festivitățile colorate de la Shanghai vor da Chinei un aspect cu totul nou.

Hoai Phuong (conform CNN)

Sursă: https://www.congluan.vn/trung-quoc-tien-gan-den-viec-lam-chu-nguon-nang-luong-sach-vo-tan-post313167.html