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 Fengu tæpar fimm og sex milljónir króna í tvöföldum launagreiðslum Innlent Finnst of langt gengið í glæpavæðingu í umfjöllun um Carbfix Innlent Viðbúin því að fylgjendum fækki í kjölfar TikTok-banns Innlent Undrast sinnuleysi forvera sinna og vill lagabreytingar Innlent Ungmenni nota tálbeituaðferðir til að ráðast á meinta níðinga Innlent Sjálfstæðisflokkurinn þurfi að breikka faðminn og vera hlýrri Innlent Starfsmanni ÍSÍ dauðbrá þegar hún mætti til vinnu Innlent Starfsmaður frá Filippseyjum syngur og syngur á Selfossi Innlent Reyndi að stinga af á bíl og svo á hlaupum Innlent Meinað að heimsækja fjölskylduna því hann var skyndilega kominn á bannlista Innlent Fleiri fréttir Samþykktu vopnahlé en framtíðin óljós Innsetningarathöfnin verður innandyra í fyrsta sinn í fjörutíu ár Hæstiréttur veitir TikTok banninu blessun sína Ríkisstjórnin fundar um vopnahlé Deilur á þingi gætu komið niður á áherslum Trumps Styrkur gróðurhúsalofttegunda aldrei aukist eins hratt Andstaða gegn banni við hjónaböndum systkinabarna Mikið sjónarspil eftir að Starship sprakk „Kallaðu mig Meistara, þá fæ ég það“ Imran Khan í fjórtán ára fangelsi Ræddu í 45 mínútur um Grænland og dönsk fyrirtæki Hindranir úr vegi og vopnahlé yfirvofandi Segir samkomulagið standast og vopnahléið hefjist á sunnudag Fyrrverandi forsætisráðherra Finna fer fram á nálgunarbann Her Súdan í sókn gegn RSF og hermenn sakaðir um ódæði Hótar hörðum viðbrögðum hafi Rússar tekið Ástrala af lífi Rak formann mikilvægrar nefndar að beiðni Trumps Betri aðstæður næstu daga: Rúmlega tólf þúsund byggingar hafa brunnið Ný eldflaug Bezos náði á sporbraut í fyrstu tilraun Deila um ákvæði um fangaskipti Ráðleggja blóðtöku fyrir íbúa Jersey Áhrifavaldur ákærður fyrir að eitra fyrir barni sínu fyrir athygli Forsætisráðherrann fyrirskipar rannsókn á umdeildri auglýsingu Biden varar við fáveldi í Bandaríkjunum Hamas og Ísrael komast að samkomulagi um vopnahlé Sakar Rússa um skipulagningu hryðjuverka Óttast áhrif orðræðu Trumps á fjárfesta Mál horfinna systra skekur Skotland Gerðu umfangsmikla árás á vesturhluta Úkraínu Bjargaði túristum í vanda og laxeldi í Seyðisfirði mótmælt 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 Fengu tæpar fimm og sex milljónir króna í tvöföldum launagreiðslum Innlent Finnst of langt gengið í glæpavæðingu í umfjöllun um Carbfix Innlent Viðbúin því að fylgjendum fækki í kjölfar TikTok-banns Innlent Undrast sinnuleysi forvera sinna og vill lagabreytingar Innlent Ungmenni nota tálbeituaðferðir til að ráðast á meinta níðinga Innlent Sjálfstæðisflokkurinn þurfi að breikka faðminn og vera hlýrri Innlent Starfsmanni ÍSÍ dauðbrá þegar hún mætti til vinnu Innlent Starfsmaður frá Filippseyjum syngur og syngur á Selfossi Innlent Reyndi að stinga af á bíl og svo á hlaupum Innlent Meinað að heimsækja fjölskylduna því hann var skyndilega kominn á bannlista Innlent Fleiri fréttir Samþykktu vopnahlé en framtíðin óljós Innsetningarathöfnin verður innandyra í fyrsta sinn í fjörutíu ár Hæstiréttur veitir TikTok banninu blessun sína Ríkisstjórnin fundar um vopnahlé Deilur á þingi gætu komið niður á áherslum Trumps Styrkur gróðurhúsalofttegunda aldrei aukist eins hratt Andstaða gegn banni við hjónaböndum systkinabarna Mikið sjónarspil eftir að Starship sprakk „Kallaðu mig Meistara, þá fæ ég það“ Imran Khan í fjórtán ára fangelsi Ræddu í 45 mínútur um Grænland og dönsk fyrirtæki Hindranir úr vegi og vopnahlé yfirvofandi Segir samkomulagið standast og vopnahléið hefjist á sunnudag Fyrrverandi forsætisráðherra Finna fer fram á nálgunarbann Her Súdan í sókn gegn RSF og hermenn sakaðir um ódæði Hótar hörðum viðbrögðum hafi Rússar tekið Ástrala af lífi Rak formann mikilvægrar nefndar að beiðni Trumps Betri aðstæður næstu daga: Rúmlega tólf þúsund byggingar hafa brunnið Ný eldflaug Bezos náði á sporbraut í fyrstu tilraun Deila um ákvæði um fangaskipti Ráðleggja blóðtöku fyrir íbúa Jersey Áhrifavaldur ákærður fyrir að eitra fyrir barni sínu fyrir athygli Forsætisráðherrann fyrirskipar rannsókn á umdeildri auglýsingu Biden varar við fáveldi í Bandaríkjunum Hamas og Ísrael komast að samkomulagi um vopnahlé Sakar Rússa um skipulagningu hryðjuverka Óttast áhrif orðræðu Trumps á fjárfesta Mál horfinna systra skekur Skotland Gerðu umfangsmikla árás á vesturhluta Úkraínu Bjargaði túristum í vanda og laxeldi í Seyðisfirði mótmælt Sjá meira