Ե՞րբ միջուկային միաձուլումը կհանի նավթն ու գազը բիզնեսից.

Այս Սուրբ Ծննդյան սեզոնը շնորհակալության և հույսի ժամանակ է գիտության մեջ կատարվող թռիչքներ պարտադրելու համար.

Առաջին, Արքայազն Ուիլյամը, ով հիմնել է Earthshots մրցանակը, մրցանակներ է հայտարարել Բոստոնում 2022 թվականին։ Կոչվել է մեկ անվանակարգ Վերակենդանացրեք մեր օվկիանոսները. Հաղթող ճանաչվեց մի խումբ, որը կոչվում էր Մեծ արգելախութի բնիկ կանայք. Խութը ենթարկվել է հարձակման, և հաղթողները հավատարիմ են նրա պաշտպանությանը: Նրանք աշխատում են պաշտպանել լողափերն ու կրիաներին և պահպանել ծովախոտը, որը տասն անգամ ավելի շատ CO2 է գրավում, քան Ամազոնի անտառները: Նրանք մարտական ​​են հնագույն աբորիգենների գիտելիքներով և օգտագործում են ժամանակակից գործիքներ, ինչպիսիք են անօդաչու թռչող սարքերը, որպեսզի վերահսկեն խութերի փոփոխությունները մարջաններում, ինչպես նաև ցամաքային անտառային հրդեհներում:

Երկրորդ, 20 տարի շարունակ ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարությունը ֆինանսավորել է Փոքր մոդուլային միջուկային ռեակտորի (SMR) հայեցակարգը և մշակումը, որը կոչվում է NuScale Power Module: Առավել անվտանգ, էժան, մասշտաբային և առանց ածխածնի առավելություններն են: Դա միակ SMR-ն է, որը ստացել է նախագծման հաստատում Միջուկային կարգավորման հանձնաժողովից (NRC): 100 ֆուտից պակաս բարձրությամբ մոդուլը 15 ֆուտ լայնությամբ գլան է, որը գտնվում է գետնի մակարդակից ցածր ջրի բաղնիքում: Այն կարող է արտադրել 77 ՄՎտ էլեկտրաէներգիա, որը կարող է սնուցել 60,000 տուն: Նպատակն է մինչև 2029 թվականը Այդահոյում գործարկել և գործել:

Երրորդ՝ բուժհաստատությունն ունի ա առաջընթաց քաղցկեղի որոշ տեսակների բուժման գործում. Մեթոդը դուրս է բերում T-բջիջները, որոնք քաղցկեղի դեմ պայքարող իմունային համակարգի մի մասն են կազմում, գենետիկորեն մոդիֆիկացնելու համար դրանք՝ օգտագործելով CRISPR տեխնիկան, այնուհետև դրանք նորից ներարկում օրգանիզմ՝ որպես «կենդանի դեղամիջոց»: Օգտագործելով CRISPR-ը, T-բջիջները կարող են մանրակրկիտ կարգավորվել և ավելի մահացու դառնալ՝ հատուկ քաղցկեղային բջիջների վրա հարձակվելու դեպքում:

Այս «մատուցված» T-բջիջները կարող են արտադրվել մեծ քանակությամբ արագ՝ օգտագործելով CRISPR, այլ ոչ թե պետք է սպասել շաբաթներ կամ ամիսներ առաջ: 12 թվականի դեկտեմբերի 2022-ին Կանզասի համալսարանից դոկտոր ՄակԳիրքը հայտարարեց փորձարկման արդյունքները, որոնք զարմանալիորեն լավն էին և նոր դուռ բացեցին քաղցկեղի բուժման համար. ուռուցքները կրճատվել էին լիմֆոմայի քաղցկեղով 67 հիվանդների 32%-ի մոտ: Հիվանդների 40%-ը հասել է ամբողջական ռեմիսիայի։ Մեծ էնտուզիազմ կա այս տեխնիկայի ներուժի նկատմամբ՝ բազմաթիվ այլ քաղցկեղներ բուժելու համար:

Չորրորդը բեկում է միջուկային միաձուլման ոլորտում, որը բավականին ապշեցուցիչ է:

Միջուկային միաձուլման առաջընթաց.

Անցյալ դարում՝ ֆիզիկայի ամենամեծ դարում, հայտնագործություններից մեկը միջուկային տրոհումն էր։ Երբ մի ծանր ատոմ, ինչպիսին է պլուտոնիումը, բաժանվում է, զանգվածի փոքր քանակությունը կորչում է և նորից հայտնվում որպես հսկայական էներգիա, քանի որ E = mc^2, որտեղ c-ն լույսի արագությունն է և շատ մեծ թիվ:

Սպառնալիքի ներքո, որ Գերմանիան այս ռեակցիայի հիման վրա շղթայական ռեակցիայի ռումբ կստեղծի, ԱՄՆ կառավարությունը հսկայական միջոցներ է ծախսել Լոս Ալամոսում (Նյու Մեքսիկո)՝ իմ բնակության վայրից ոչ հեռու, տրոհվող ռումբ ստեղծելու համար: Այն փորձարկվել է Ալբուկերկիից հարավ գտնվող White Sands անապատում և ի վերջո օգտագործվել Ճապոնիայի հետ պատերազմի ավարտի համար:

Առևտրային կիրառումը արագ հանգեցրեց ցանցի չափի միջուկային ռեակտորների ստեղծմանը տարբեր երկրներում: Ոմանք հաջողակ էին. Ֆրանսիան իր էլեկտրաէներգիայի 70%-ը ստանում է 56 միջուկային ռեակտորներից, մինչդեռ ԱՄՆ-ն իր էներգիայի մոտ 20%-ը ստանում է 93 միջուկային ռեակտորներից:

Բայց հաջողությունն անհանգիստ է, երբ տեղի են ունենում սարսափելի վթարներ, ինչպիսիք են Չեռնոբիլը, Ռուսաստանում, 1986-ին և Ճապոնիայի Ֆուկուսիմա, 2011-ին, և ԱՄՆ-ում միջուկային թափոնների հեռացման վերաբերյալ մշտապես անհանգստությունը:

Քույր միջուկային ռեակցիան այն է, երբ երկու ջրածնի միջուկները ստիպված են լինում միաձուլվել հելիումի մեջ՝ հաղթահարելով վանող ուժերը, և կրկին ահռելի քանակությամբ էներգիա է ազատվում: Սա հիմք է հանդիսացել ԱՄՆ-ի ջրածնային ռումբի փորձարկումները Հարավային Խաղաղ օվկիանոսում (Բիկինի Ատոլ) 1950-ականներին՝ մինչև 1963 թվականի փորձարկումների արգելման պայմանագիրը:

Այդ ժամանակից ի վեր տասնամյակների ընթացքում որոնվել է միջուկային միաձուլման կոմերցիոն կիրառումը: Օրինակ, մի նախաձեռնություն հիմնված է Ալբուկերկի Սանդիա ազգային լաբորատորիաներում, որտեղ տաք լիցքավորված պլազման սահմանափակված է էլեկտրական դաշտերով: Գաղափարն այն էր, որ պլազման սահմանափակվի, սեղմվի և տաքացվի (էներգիայի մեջ) մինչև ջրածնի միջուկները միաձուլվեն (էներգիայի դուրս գալը): Սակայն էներգիայի մուտքը միշտ ավելի մեծ է եղել, քան էներգիայի դուրսբերումը:

Մեկ այլ կոմերցիոն հայտ էր Լոուրենս Լիվերմորի լաբորատորիայում՝ Կալիֆորնիայի Սան Ֆրանցիսկոյի ծովածոցի շրջանում: Այստեղ Օգտագործվել է 192 լազեր սահմանափակել, սեղմել և տաքացնել պլազման՝ պայթեցնելով 1 միլիոն դոլար արժողությամբ կարկուտ ջրածնի խառն իզոտոպներով: Արդյունքները միշտ նույնն էին` մինչ այժմ: Հայտարարվել է 16 թվականի դեկտեմբերի 2022-ին ավարտվող շաբաթվա ընթացքում՝ էներգիայի սպառումը (3.1 Մեգաջոլ) առաջին անգամ ավելի շատ էր, քան էներգիայի սպառումը (2.1 ՄեգաՋուլ): Դա իսկական բեկում է: Ձեռք բերված ջերմաստիճանը 3 միլիոն աստիճան էր:

Դիտելով սա հեռանկարում:

Նախ, էներգիայի մուտքն ընդդեմ էներգիայի դուրսբերման չափազանց պարզ է, քանի որ լազերները միացնելու համար պահանջվում է շատ ավելի մեծ էներգիա՝ 400 Մեգաջոլ: Տես հղում 1:

Երկրորդ, հաջողության պատմությունը վերաբերում էր ընդամենը մեկ իրադարձության՝ միաձուլման մեկ բոցավառման: Որևէ տեղ մոտ գործնական լինելու համար կպահանջվեն րոպեում շատ ու շատ միաձուլման իրադարձություններ, և անհրաժեշտ կլինի հազարավոր անգամ ավելի հզոր լազեր: Գումարած, արժեքը պետք է լինի միլիոն անգամ ավելի էժան (հղում 1): Մի խոսքով, այս մեկ հաջողությունը, թեև ոգեշնչող, այնքան էլ մոտ չէ պրակտիկ կիրառումը նույնիսկ պատկերացնելուն։

Այսպիսով, այն էժան չէ և գործնական չէ, բայց այն կարտադրի բարձր ինտենսիվության էներգիա և կլինի առանց ածխածնի:

Միջուկային տրոհման էներգիան է միլիոն անգամ ավելի հզոր քան ցանկացած այլ էներգիայի աղբյուր երկրի վրա: Եվ սա մեծ պատճառ է, որ այնպիսի երկրներում, ինչպիսիք են Ֆրանսիան և ԱՄՆ-ը, ներդրումներ են արվել տասնյակ ատոմակայաններ կառուցելու համար։

Միջուկային միաձուլումը 3-4 անգամ ավելի շատ էներգիա է ստեղծում, քան միջուկային տրոհումը: Դա երազի մի մասն է։ Միաձուլման երազանքի մեկ այլ մասն այն է, որ չկան միջուկային թափոններ, որոնք պետք է ոչնչացվեն. թափոններ, որոնց քայքայումը կարող է տևել հարյուրավոր կամ հազարավոր տարիներ: Երրորդ մասը՝ միաձուլումը շղթայական ռեակցիա չէ, հետևաբար միջուկային ռեակցիաների և պայթյունների վտանգը բացակայում է:

Քանի որ էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը պատասխանատու է ջերմոցային գազերի գլոբալ արտանետումների մոտ մեկ երրորդի համար, երազանքի վերջին մասը միջուկային միաձուլման կայաններն են, որոնք ցողված են ամբողջ երկրում՝ ապահովելու բարձր ինտենսիվության առանց ածխածնի էլեկտրական էներգիա:

Բայց հիշեք, դա միայն երազանք է: Չնայած իր առավելություններին, առանց ածխածնի միջուկային միաձուլումը չի թողնի նավթի և գազի արդյունաբերությունը մինչև 2050 թվականը, և գուցե նույնիսկ մինչև 2100 թվականը:

Հյուրանոցներ.

Մարդկությունը կրկնօրինակել է արևի լույսի և ջերմության աղբյուրը: Մոտ 15 միլիոն աստիճան C ջերմաստիճանի դեպքում արևի գազային ինտերիերը սեղմվում է հսկայական ճնշման տակ. մեկ թեյի գդալը կշռում է 750 գրամ կամ 1.65 ֆունտ: Լաբորատորիայում արևի ներքին պայմանները կրկնօրինակելու և սահմանին հասնելու համար (էներգիայի արտահոսք ավելին, քան էներգիայի մուտքը): ) տպավորիչ սխրանք է։

Սակայն միջուկային միաձուլումը այնքան էլ մոտ չէ նույնիսկ կոմերցիոն կիրառումը պատկերացնելուն:

Այսպիսով, ինչո՞ւ ենք մենք մեծ գումարներ ծախսում դրա հետաքննության համար: Որովհետև դա անում են առաջադեմ երկրները: Նրանք Ջեյմս Ուեբի նման աստղադիտակներ են կառուցում և տեղադրում արբանյակների վրա՝ տիեզերքն ուսումնասիրելու համար: Նրանք հրթիռներ են կառուցում՝ տղամարդկանց և կանանց լուսնի վրա դնելու համար: Նրանք կառուցում են մագնիսական վազքուղիներ՝ արագացնելու պրոտոնները մինչև լույսի արագությունը, նախքան դրանք վթարի ենթարկվելը և բեկորներում բացահայտելու ենթաատոմային անորոշ մասնիկներ, ինչպիսին Հիգսի բոզոնն է:

Քաղաքականությունը մեծ դեր է խաղում այն ​​հարցում, թե որտեղ է բաշխվում պետական ​​աջակցությունը և գիտությանը հատկացվող ֆինանսավորումը: Բարեբախտաբար, ինչպես նշվեց վերևում, կան բազմաթիվ օրինակներ, երբ երկրներն օգտագործում են գիտությունը՝ լուծելու հրատապ խնդիրները, որոնք ուղղակիորեն օգուտ են բերում մարդկությանը:

Հղում 1. Երուսաղեմ Դեմսաս, Արևի ուժը, The Atlantic Daily, 16 դեկտեմբերի, 2022 թ.