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Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien haben es geschafft, mehr Energie aus einer Kernfusionsreaktion herauszuholen, als sie zum Auslösen aufgewendet haben, so das US-Energieministerium angekündigt Dienstag, sagte ein großer Durchbruch Experten Forbes ist ein großer Schritt in Richtung der Entwicklung einer nahezu unbegrenzten Quelle sauberer Energie, die wahrscheinlich noch Jahrzehnte entfernt ist und zu spät kommen wird, um die dringendsten Probleme im Kampf gegen den Klimawandel anzugehen.
Ein Techniker überprüft eine Optik in der Stützstruktur des Vorverstärkers im Lawrence Livermore … [+]
Associated Press
Key Facts
Wissenschaftler haben die Kernfusion – den Sternenantriebsprozess, der leichtere Elemente wie Wasserstoff und Helium zu schwereren kombiniert und Energie freisetzt – seit Jahrzehnten im Auge, haben aber aufgrund der energieintensiven Bedingungen, die zum Auslösen von Fusionsreaktionen erforderlich sind, Schwierigkeiten, einen Nettoenergiegewinn zu erzielen.
Das Erreichen eines Nettoenergiegewinns ist ein „großer Meilenstein“ für die Fusionsforschung und „ebnet den Weg für praktische Fusionsenergie“, sagte Troy Carter, ein Plasmaphysiker an der University of California in Los Angeles Forbes.
Die Entwicklung einer Maschine, die Fusion nutzen kann, würde uns eine „große neue saubere Energiequelle“ bieten, erklärte Todd Allen, Professor für Nukleartechnik an der University of Michigan, obwohl er anmerkte, dass dies Jahre dauern werde, da es „einige große Herausforderungen“ gebe angegangen werden, wie die Reaktion über lange Zeiträume am Laufen zu halten und die Energie kostengünstig einzufangen.
Aneeqa Khan, wissenschaftliche Mitarbeiterin für Kernfusion an der Universität Manchester, lobte das „vielversprechende und aufregende Ergebnis“, sagte es aber Forbes Es berücksichtigt nicht die Energie, die benötigt wird, um die Laser zu betreiben, die die Fusionsreaktion enthalten, oder andere Ineffizienzen oder Verluste im Prozess, die alle berücksichtigt werden müssen, wenn eine brauchbare kommerzielle Anlage entworfen wird.
„Wir sind noch weit von der kommerziellen Fusion entfernt“, sagte Khan, was bedeutet, dass die Fusion „uns jetzt nicht bei der Klimakrise helfen kann“.
Ajay Gambhir, Senior Research Fellow am Grantham Institute for Climate Change and the Environment des Imperial College London, stimmte dem zu und erzählte Forbes In der Vergangenheit hat es bei Stromerzeugungstechnologien „mehrere Jahrzehnte gedauert, um vom Durchbruch im Labormaßstab bis zur Kommerzialisierung zu gelangen“, und dieser kommerzielle Breakeven für die Fusion „könnte mehrere Jahre entfernt sein“, über einen Punkt hinaus, an dem Analysen darauf hindeuten, dass die Stromerzeugung dekarbonisiert werden sollte.
Nachrichten Peg
Wissenschaftler der National Ignition Facility des Lawrence Livermore National Laboratory erreichten am 5. Dezember die Fusionszündung des US-Energieministeriums angekündigt Dienstag, dem ersten Mal in der Geschichte, dass ein kontrolliertes Fusionsexperiment mehr Energie erzeugte, als zu seiner Auslösung verwendet wurde. „Einfach ausgedrückt ist dies eine der beeindruckendsten wissenschaftlichen Leistungen des 21. Jahrhunderts“, sagte Energieministerin Jennifer Granholm am Dienstag und sagte, die Entwicklung werde „unsere nationale Sicherheit stärken“, indem sie die nuklearen Fähigkeiten der USA verbessere, und „uns einen bedeutenden Schritt näher bringen“. auf die Möglichkeit einer kohlenstofffreien, reichlich vorhandenen Fusionsenergie, die unsere Gesellschaft antreibt.“
Contra
Der Zeitrahmen für die Entwicklung der Fusion als Energiequelle ist zu groß, um bei den dringendsten Klimaproblemen zu helfen, die die sofortige Reduzierung der Kohlenstoffemissionen beinhalten. „Fusion ist bereits zu spät, um die Klimakrise zu bewältigen“, sagte Khan Forbes. „Wir sind bereits mit den Verwüstungen durch den Klimawandel auf globaler Ebene konfrontiert, wenn wir allein in diesem Sommer die Überschwemmungen in Pakistan, die Dürren in China und Europa betrachten.“ Experten warnen davor, diese Probleme anzugehen, und die Reduzierung der CO2050-Emissionen kann nicht Jahre oder Jahrzehnte warten, bis sie beginnen, und Gambhir sagte, dass mehrere Analysen zum Erreichen von Netto-Null bis 2040 zeigen, dass die globale Elektrizität bis etwa XNUMX vollständig dekarbonisiert sein würde. Khan betonte, es sei wichtig, sowohl Long- als auch Short zu haben langfristige Strategien und fügte hinzu, wir sollten bestehende kohlenstoffarme Technologien wie Kernspaltung und erneuerbare Energien nutzen und gleichzeitig „langfristig in Fusion investieren“.
Was wir nicht wissen
Wie lange die Fusion dauert. Es ist seit langem ein Witz in der Branche, dass die Fusion seit Jahrzehnten nur noch wenige Jahre entfernt ist. Alle Experten Forbes sprach mit unterstrich die Bedeutung der Entdeckung, betonte jedoch die großen technischen und wissenschaftlichen Herausforderungen, die vor uns liegen, um die Fusion lebensfähig zu machen. Allen, der es erzählt hat Forbes Er ist kein guter Prädiktor bei der Einschätzung, wann die Fusion fertig sein könnte, sagte, er schätze, dass es „noch ein paar Jahrzehnte“ entfernt sei. Erhebliche private und öffentliche Mittel könnten dies schneller vorantreiben, fügte er hinzu. sagte Carter Forbes Es sei wichtiger, von „Investitions- und Innovationswillen“ als von Zeit zu sprechen und auf die jüngsten Initiativen des Weißen Hauses hinzuweisen, die die Fusion und bedeutende private Investitionen in diesem Sektor fördern. Einige Initiativen zielen darauf ab, Pilotanlagen im Maßstab von einem Jahrzehnt oder weniger zu entwickeln, fügte er hinzu.
Key Hintergrund
Wissenschaftler verfolgen die Kernfusion seit Jahrzehnten und betrachten sie als potenziell reichlich vorhandene grüne Energiequelle. Es gilt als grün, da es keinen Kohlenstoff emittiert und obwohl es immer noch Abfall produziert – einige Nebenprodukte sind radioaktiv – ist dies überschaubar und weit weniger gefährlich als das, was durch Kernspaltung entsteht. Es bietet eine nahezu unbegrenzte Energieversorgung aufgrund der Fülle des verwendeten Brennstoffs – der Hauptbrennstoff ist eine schwere Form von Wasserstoff, der im Meerwasser vorkommt –, von dem Carter sagte, dass er „genug Energie für viele Hunderttausende von Jahren für den Globus liefern könnte, wenn nicht Millionen von Jahren.“
Weiterführende Literatur
Kernfusion treibt Sterne an. Könnte es eines Tages die Erde elektrifizieren? (National Geographic)
Fusionsenergie-Durchbruch von US-Wissenschaftlern stärkt die Hoffnungen auf saubere Energie (Finanzzeiten)
Quelle: https://www.forbes.com/sites/roberthart/2022/12/13/nuclear-fusion-breakthrough-can-the-quest-for-clean-energy-finally-help-tackle-the-climate- Krise/