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 Maðurinn sem ók á Ibrahim: „Skelfilegt að enda ferilinn svona“ Innlent Kallar eftir þjóðarátaki: Skólastjóri segir agaleysi innan skólanna óboðlegt Innlent Musk sakaður um að heilsa „að nasistasið“ Erlent Fjöldi fólks í óvissu og óöryggi eftir fyrsta dag Trump í embætti Erlent Bein útsending: Trump sver embættiseið Erlent Hefur ekki fengið verkefni í mánuð Innlent Flokkur fólksins fengið 240 milljónir þrátt fyrir ranga skráningu Innlent „Ég held að ég þurfi að fara að pakka niður í tösku og flytja upp í ský“ Innlent Ljósmóðir á eftirlaunum kölluð út: „Óbilandi óöryggistilfinningar og aðstæður sem við búum við“ Innlent Náðaði fólk sem beitti lögregluþjóna ofbeldi Erlent Fleiri fréttir Fjárfesta 70 billjónum í gervigreind Kæra ákvörðun Trumps: „Hann getur ekki breytt stjórnarskránni með einu pennastriki“ Yfirmaður strandgæslunnar látinn fjúka „Við erum Grænlendingar, við erum ekki Bandaríkjamenn eða Danir“ Tilnefning Hegseths samþykkt úr nefnd Náðaði fólk sem beitti lögregluþjóna ofbeldi Yfir níu kílómetrum á sekúndu á vindasömustu plánetunni Gera umfangsmikið áhlaupa á Vesturbakkanum Dularfullar kúlur innihalda ösku, mettaðar fitusýrur og saurgerla Segir Hitler-samanburð þreyttan Gera ráð fyrir að þúsundir líka sé að finna í húsarústunum 66 látnir í bruna á tyrknesku skíðahóteli Fjöldi fólks í óvissu og óöryggi eftir fyrsta dag Trump í embætti Musk sakaður um að heilsa „að nasistasið“ Donald Trump forseti Bandaríkjanna: „Gullöld Bandaríkjanna hefst núna“ Fetar í fótspor eiginmannsins og stofnar rafmynt Vopnahlé skref í rétta átt en varanlegur friður ekki í sjónmáli Biden náðar Fauci, Milley og Cheney í forvarnarskyni Játaði að hafa myrt þrjár ungar stúlkur í Southport Nord Stream-skemmdarverkin stærsti metanlekinn sem sést hefur Bein útsending: Trump sver embættiseið Níutíu Palestínumenn látnir lausir Heitir umfangsmestu brottvísunum í sögu Bandaríkjanna Fjölskyldur fögnuðu þegar gíslum var sleppt Opna fyrir Tiktok á nýjan leik Reyndi að fá bóluefni gegn Covid úr umferð á versta tíma Stofnaði eigin „meme“-rafmynt rétt fyrir embættistöku TikTok bann í Bandaríkjunum Vaktin: Vopnahlé tekur gildi á Gasa Mun færri slasaðir eftir skíðaslysið en talið var í fyrstu 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 Maðurinn sem ók á Ibrahim: „Skelfilegt að enda ferilinn svona“ Innlent Kallar eftir þjóðarátaki: Skólastjóri segir agaleysi innan skólanna óboðlegt Innlent Musk sakaður um að heilsa „að nasistasið“ Erlent Fjöldi fólks í óvissu og óöryggi eftir fyrsta dag Trump í embætti Erlent Bein útsending: Trump sver embættiseið Erlent Hefur ekki fengið verkefni í mánuð Innlent Flokkur fólksins fengið 240 milljónir þrátt fyrir ranga skráningu Innlent „Ég held að ég þurfi að fara að pakka niður í tösku og flytja upp í ský“ Innlent Ljósmóðir á eftirlaunum kölluð út: „Óbilandi óöryggistilfinningar og aðstæður sem við búum við“ Innlent Náðaði fólk sem beitti lögregluþjóna ofbeldi Erlent Fleiri fréttir Fjárfesta 70 billjónum í gervigreind Kæra ákvörðun Trumps: „Hann getur ekki breytt stjórnarskránni með einu pennastriki“ Yfirmaður strandgæslunnar látinn fjúka „Við erum Grænlendingar, við erum ekki Bandaríkjamenn eða Danir“ Tilnefning Hegseths samþykkt úr nefnd Náðaði fólk sem beitti lögregluþjóna ofbeldi Yfir níu kílómetrum á sekúndu á vindasömustu plánetunni Gera umfangsmikið áhlaupa á Vesturbakkanum Dularfullar kúlur innihalda ösku, mettaðar fitusýrur og saurgerla Segir Hitler-samanburð þreyttan Gera ráð fyrir að þúsundir líka sé að finna í húsarústunum 66 látnir í bruna á tyrknesku skíðahóteli Fjöldi fólks í óvissu og óöryggi eftir fyrsta dag Trump í embætti Musk sakaður um að heilsa „að nasistasið“ Donald Trump forseti Bandaríkjanna: „Gullöld Bandaríkjanna hefst núna“ Fetar í fótspor eiginmannsins og stofnar rafmynt Vopnahlé skref í rétta átt en varanlegur friður ekki í sjónmáli Biden náðar Fauci, Milley og Cheney í forvarnarskyni Játaði að hafa myrt þrjár ungar stúlkur í Southport Nord Stream-skemmdarverkin stærsti metanlekinn sem sést hefur Bein útsending: Trump sver embættiseið Níutíu Palestínumenn látnir lausir Heitir umfangsmestu brottvísunum í sögu Bandaríkjanna Fjölskyldur fögnuðu þegar gíslum var sleppt Opna fyrir Tiktok á nýjan leik Reyndi að fá bóluefni gegn Covid úr umferð á versta tíma Stofnaði eigin „meme“-rafmynt rétt fyrir embættistöku TikTok bann í Bandaríkjunum Vaktin: Vopnahlé tekur gildi á Gasa Mun færri slasaðir eftir skíðaslysið en talið var í fyrstu Sjá meira
Ljósmóðir á eftirlaunum kölluð út: „Óbilandi óöryggistilfinningar og aðstæður sem við búum við“ Innlent
Ljósmóðir á eftirlaunum kölluð út: „Óbilandi óöryggistilfinningar og aðstæður sem við búum við“ Innlent