Fusion '101' – 為什麼它對氣候變化和氣象氣球很重要？

科學中的一些東西很酷。 其他人很酷，可能會改變生活。 本週，美國能源部宣布其實驗室之一勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 實現了聚變點火。 讓我們分解一下這意味著什麼以及為什麼它對氣候變化很重要。

能源部 新聞稿 說，“5 月 XNUMX 日，LLNL 國家點火裝置 (NIF) 的一個團隊進行了歷史上第一個受控聚變實驗以達到這一里程碑，也被稱為科學能量平衡，這意味著它從聚變中產生的能量比用於核聚變的激光能量更多駕駛它。 聚變與太陽產生能量的過程相同。 幾十年來，科學家們一直試圖在實驗室中重現該機制，但一直難以實現。 總統科技首席顧問兼白宮科技政策辦公室主任 Arati Prabhakar 博士指出，“我們對核聚變已有一個多世紀的理論認識，但從知曉到實踐的過程可以漫長而艱鉅。 今天的里程碑表明我們可以堅持不懈地做些什麼。”

那麼為什麼這對氣候變化很重要呢？ 當兩個較輕的原子核（在本例中為氫）結合產生一個較重的原子核（如氦）時，就會發生聚變。 在此過程中，會釋放出大量清潔能源。 能源部新聞稿繼續說，“這一歷史性的首創成就將提供前所未有的能力來支持 NNSA 的庫存管理計劃，並將提供對清潔聚變能源前景的寶貴見解，這將是一個遊戲-改變實現拜登總統的淨零碳經濟目標的努力。”

該公告改變了科學、技術和工程界的遊戲規則。 但是，校準預期很重要。 我們仍然可能需要幾年到幾十年的時間才能在足夠大的規模上模仿太陽的能量來滿足當前的能源需求。 這個實驗產生了足夠的淨增益能量 熬 幾加侖水，但這不是令人興奮的點。 關鍵是作為輸出產生的能量多於作為輸入傳遞的能量。 請記住，第一架飛機不是波音夢想飛機，第一部手機需要稍加鍛煉才能提起。

然而，設想一個沒有排放、空氣污染或放射性廢物的能源經濟是非常誘人和充滿希望的。 聚變的燃料供應是氫。 氫氣非常豐富。 當您閱讀本文時，您可能會問聚變與核電站中的裂變有何不同。 這 國際原子能機構網站 說，“裂變將重元素（具有高原子質量數）分裂成碎片； 而聚變則將兩種輕元素（原子質量數較低）結合在一起，形成一種較重的元素。” 這兩個過程都會釋放能量，但聚變不會產生放射性廢物。 它產生惰性氦氣（順便說一句，可用於氣象氣球）。 聚變也不會產生核事故特有的連鎖反應，也不能真正用於武器生產。

也許現在你明白為什麼科學家們頭暈了。