Ядерный синтез:исторический результат США, но еще предстоит преодолеть множество технологических проблем

Аеженедельный обзор климатического кризиса и данные об уровне углекислого газа в атмосфере.

После более чем полувека исследований в области ядерного синтеза в Соединенных Штатах произошел крупный прорыв, который может проложить путь к огромным объемам чистой энергии в будущем.Исследователи из Национального центра зажигания США в Калифорнии заявили, что в результате их экспериментов по термоядерному синтезу было высвобождено больше энергии, чем было выдано огромными мощными лазерами лаборатории.Это историческое достижение, известное как воспламенение или прирост энергии.Фактически, до сих пор эксперименты, проводимые по всему миру, требовали больше энергии, чем они производили.Однако, пишет Guardian, это не означает, что мы находимся в энергетической утопии.Эта технология еще далека от того, чтобы ее можно было превратить в электростанции, она не окажет немедленного воздействия на климатический кризис, но, как уже упоминалось, это большой шаг для науки и исследований, который демонстрирует, что термоядерный синтез является жизнеспособным путем к удовлетворить растущий спрос на энергию на планете, повторяя реакцию, которая происходила в сердце нашего Солнца на протяжении миллиардов лет.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ:Это заявление готовилось десятилетиями.

5 декабря 2022 года команда Министерства энергетики США @Livermore_Lab вошёл в историю, добившись термоядерного зажигания.

Этот прорыв навсегда изменит будущее чистой энергии и национальной обороны Америки. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ

- НАС.Министерство энергетики (@ENERGY) 13 декабря 2022 г.

Соединенные Штаты «сделали первый пробный шаг к чистому источнику энергии, который может произвести революцию в мире», — прокомментировала Джилл Хруби из Национальной администрации по ядерной безопасности (NNSA).Всего один килограмм термоядерного топлива, состоящего из тяжелых форм водорода, называемых дейтерием и тритием, дает количество энергии, равное 10 миллионам килограммов ископаемого топлива, не выделяя при этом ни парниковых газов, ни радиоактивных побочных продуктов.

Эксперименты проводились в Национальной установке зажигания, огромном комплексе Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, недалеко от Сан-Хосе, Калифорния, построенном для проведения экспериментов, которые кратко и в миниатюре воссоздают процессы, происходящие внутри ядерных бомб, что позволяет Соединенным Штатам поддерживать свои ядерные боеголовки, не прибегая к ядерным испытаниям, а также к исследованиям ядерного синтеза и чистой энергии.

Чтобы добиться реакции, исследователи запускают до 192 гигантских лазеров в золотой цилиндр длиной в сантиметр, называемый хольраум.Интенсивная энергия нагревает контейнер до более чем 3 миллионов градусов по Цельсию – горячее, чем поверхность Солнца – и облучает сферу твердого дейтерия и трития размером с горошину перца рентгеновскими лучами.Рентгеновские лучи вызывают ракетоподобный взрыв, доводя температуру и давление до экстремальных уровней, наблюдаемых только внутри звезд, планет-гигантов и ядерных взрывов.Имплозия достигает скорости 400 км в секунду и вызывает синтез дейтерия и трития.

В последнем эксперименте исследователи выпустили около 2 мегаджоулей энергии лазера, а образовавшиеся нейтроны генерировали около 3 мегаджоулей энергии, что привело к увеличению энергии примерно на 50%.«Производство энергии заняло меньше времени, чем требуется свету, чтобы пройти один дюйм [Эд, 2 1/2 сантиметра]», — сказал доктор Марвин Адамс из NNSA.

Это не впечатляющий результат для абсолютной высвободившейся энергии. наблюдать на Хранитель Артур Террелл, автор книги «Звёздные строители:Ядерный синтез и гонка за власть на планете»:«Это немного, достаточно только, чтобы включить пару чайников».Это открытие является захватывающим, потому что «это первое научное доказательство того, что термоядерный синтез может производить больше энергии, чем потреблять.Это ядерное открытие во многом является тем, чего ждали все учёные в области термоядерного синтеза.До этого они даже не могли сказать, что научный принцип является эмпирическим фактом».

Очевидно, продолжает Террелл, «это не означает, что энергия термоядерного синтеза, которую мы можем использовать, уже является реальностью.Это единственный результат одного эксперимента».На самом деле, еще предстоит преодолеть множество технологических проблем, чтобы сделать этот источник энергии более доступным и устойчивым.Как он резюмировал аль Хранитель Доктор Марк Венман, специалист по ядерным материалам в Имперском колледже Лондона, считает, что результатом стало «фантастическое научное открытие, чего мы никогда не достигали за 70 лет попыток», но «еще предстоит решить множество проблем:как получить энергию из системы, как поддерживать ее достаточно долго, чтобы она была полезной, как масштабировать энергию и может ли энергия быть достаточно дешевой, чтобы конкурировать с другими источниками».

«Коммерчески жизнеспособная установка будет производить в 30 раз больше энергии на единицу энергозатрат (30 раз), а не в 1,54 раза, как в этом эксперименте», — объясняет Террелл.И даже при таком большом количестве энергии придется преодолеть инженерные и экономические проблемы, такие как запуск лазера 10 раз в секунду, а не один раз в день.Более того, гигантские лазеры, возможно, даже не лучший способ получить дешевую термоядерную энергию:В настоящее время изучаются многообещающие альтернативные подходы с использованием магнитных полей для улавливания топлива с энергией 150 мК.А еще есть стоимость сфер.Те, которые использовались в эксперименте в США, стоят десятки тысяч долларов, но для жизнеспособной электростанции они должны стоить несколько центов.Другая проблема заключается в том, как получить энергию в виде тепла.

Некоторый они также подчеркнули что примерно 300 мегаджоулей, необходимых для питания лазеров, не были включены в расчет энергии, вырабатываемой термоядерным синтезом, но, как объясняет далее Террелл, эта установка была спроектирована только для того, чтобы продемонстрировать научную осуществимость:«Ни одно правительство не будет финансировать прототип электростанции, не достигнув этой вехи, и между этим экспериментальным достижением и электростанцией еще предстоит пройти долгий путь».

И еще есть вопрос об электростанциях.Хотя физика термоядерного синтеза хорошо изучена, инженерные проблемы создания действующего реактора огромны, а затраты в настоящее время заоблачно высоки. пишет Новый учёный в статье, комментирующей открытие.На строительство проверенных установок ядерного деления, на которые мы полагались на протяжении десятилетий, уходит около пяти лет.Термоядерные реакторы могут занять больше времени.

Таким образом, этот результат все еще не приближает нас к доступности энергии термоядерного синтеза, необходимой для электросети, но – если использовать изображение, использованное Терреллом на Хранитель – это как если бы кто-то вдруг затрубил нам в ухо и сказал:«Это можно сделать!».

По словам доктора Кима Будила, директора Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, при достаточных инвестициях «несколько десятилетий исследований могли бы дать нам возможность построить электростанцию».По его словам, электростанция, основанная на альтернативной технологии, используемой в Joint European Torus (JET) в Оксфордшире, может быть готова раньше.

«В каком-то смысле все меняется;в другом случае ничего не меняется», — объясняет Джастин Уорк, профессор физики Оксфордского университета и директор Оксфордского центра науки о плотности высокой энергии.«Этот результат доказывает то, во что всегда верило большинство физиков:возможен синтез в лаборатории.Однако препятствия, которые необходимо преодолеть, чтобы построить что-то вроде коммерческого реактора, огромны, и их не следует недооценивать».А по поводу времени он добавляет:«Спрашивать, сколько времени потребуется, чтобы преодолеть предстоящие технологические проблемы, — это все равно, что спрашивать братьев Райт, сколько времени потребуется, чтобы построить самолет, который пересек Атлантику сразу после своего первого полета.Я понимаю, что всем хочется думать, что это отличное решение энергетического кризиса.Это не так, и любой, кто утверждает это с уверенностью, вводит в заблуждение.Крайне маловероятно, что термоядерный синтез окажет влияние достаточно быстро, чтобы повлиять на нынешний кризис изменения климата, поэтому мы не должны отказываться от наших усилий, чтобы сделать это».

Последние результаты, заключает Уорк, демонстрируют, что «фундаментальная наука работает – законы физики не мешают нам достигать цели – проблемы технические и экономические».

План по защите 30% суши и моря разделяет участников COP15 по вопросу биоразнообразия:«Цель 30x30 не может быть достигнута без коренных народов»

Целью защиты 30% суши и моря (30x30) к 2030 году является основная цель COP15, посвященной биоразнообразию, которая проходит в Монреале, Канада, но как достичь этой цели? консенсуса пока нет среди участников саммита.Одним из центральных вопросов является уважение прав коренного населения, хранившего природные территории на протяжении тысячелетий, а затем вынужденного покинуть свои территории именно из-за создания охраняемых территорий.Коренные народы составляют примерно 5% населения мира, но защищают 80% оставшегося биоразнообразия.Язык, используемый во время COP15, по-видимому, учитывает потребности коренных народов и местных сообществ (IPLC).Ходят разговоры о «сохранении прав человека», но в текущем проекте текста, который будет завершен в конце конференции, к 17 декабря, роль КНМО в рамках 30x30 все еще оспаривается.Многие осторожны – и им есть что терять.

«Существуют очень, очень болезненные истории о нарушении прав, убийствах, перемещениях, вымирании коренных народов из-за расширения или создания охраняемых территорий», — говорит Дженнифер Корпус, которая является частью Канкана-эй Игорот, организации коренных народов. жителей северной части Филиппин и представитель Международного форума коренных народов по биоразнообразию.«Мы, коренные народы, здесь, чтобы донести до нас мысль о том, что мы не можем достичь амбициозных целей в области охраны природы, не задумываясь, не уважая и не защищая права коренных народов…Мы не сможем достичь цели 30x30 без коренных народов».

«Рыбаки-кустари по всему миру говорят нам, что у них проблемы с морскими охраняемыми территориями:в некоторых случаях их перемещают во имя сохранения», он добавляет аль Хранитель Амели Тапелла из Centro Crocevia Internazionale.Если не включить эти сообщества, существует риск потери бесценных знаний и навыков.«Если правительства сосредоточатся только на создании морских охраняемых территорий, не консультируясь с сообществами кустарного рыболовства и не доверяя им непосредственное управление, мы потеряем их уникальные знания, которые позволяют нам найти ключ к миру, где сосуществуют человек и природа».

Например, в «Коралловом треугольнике» Индонезии исследование, проведенное в июне и сравнивающее различные стили управления морскими охраняемыми территориями, показало, что разрешение коренным народам участвовать в их управлении дает больше биомассы, чем применение жестких санкций.В Великобритании Фонд устойчивого питания обнаружил, что кустарные рыболовы, несмотря на то, что на них занято в десять раз больше людей, чем промышленные рыболовы, оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, поскольку они используют гораздо меньше топлива и производят меньше выбросов углекислого газа.

Пока применяется подход «сверху вниз», достигнутые решения не будут «решением», говорит Лакпа Нури Шерпа, непальец, представитель Пакта коренных народов Азии.«Очень важно, чтобы к КНМО относились с доверием и уважением в духе настоящего партнерства.Такой подход тестируется в Порт-Сент-Джонсе, Восточный Кейп, Южная Африка:совместный проект «снизу вверх», который будет относиться к сообществу и правительству как к равным партнерам в сохранении ресурсов.Этот пилотный проект, возглавляемый WWF Южной Африки, предложит рыболовному сообществу доступ к более выгодным рынкам для омаров восточного побережья, дешевого вида, доступного на местном уровне, в обмен на приверженность более устойчивым методам рыболовства.

Тем временем правительства они все еще разделены о том, как отменить субсидии на вредные виды деятельности, такие как неустойчивое рыболовство и сельское хозяйство.Европейский Союз поддержал предложение перенаправить вредные субсидии на деятельность по защите природы, а также отменить вредные субсидии к 2025 году, но такие страны, как Китай и Япония, выступили против полной отмены субсидий.Аргентина, один из крупнейших в мире производителей мяса, поддержала отмену вредных субсидий, но поставила под сомнение способность мира эффективно перенаправить их, рассматривая их как форму «творческого учета» для оправдания текущих субсидий.

ЕС достиг соглашения о механизме корректировки границ выбросов углерода

Европейский Союз достиг соглашения о механизме корректировки границ выбросов углерода после ночных переговоров.Мера, сообщает Рейтер, введет тариф на выбросы углекислого газа [CO2] в результате импорта загрязняющих товаров, таких как сталь и цемент.На данный момент это уникальное в своем роде налогообложение, целью которого является поддержка пути декарбонизации европейской промышленности.Компании, импортирующие эти материалы в ЕС, будут обязаны приобретать сертификаты, покрывающие выбросы CO2.Механизм предназначен для применения той же стоимости выбросов CO2 к зарубежным предприятиям и отраслям в странах ЕС, которые уже обязаны покупать разрешения на углеродном рынке ЕС, когда они загрязняют окружающую среду.Это решение, вероятно, будет иметь разрушительные последствия для американских производителей. пишет А Уолл Стрит Джорнал. [Продолжить чтение здесь]

Газ, Международное энергетическое агентство предупреждает:«В следующем году Евросоюз может оказаться в худшем энергетическом кризисе, чем в этом году»

В Европейском Союзе достаточно газа на эту зиму, но он может столкнуться с нехваткой в ​​следующем году, если Россия продолжит сокращать поставки, а спрос на газ в Китае восстановится после минимумов, вызванных пандемией, заявил он в Международном энергетическом агентстве (МЭА), призывая правительства действовать быстрее, чтобы экономить энергию и расширять возобновляемые источники.По данным МЭА, в 2023 году ЕС может столкнуться с дефицитом газа в размере 27 миллиардов кубометров (миллиардов кубометров).[Продолжить чтение здесь]

Бразильские золотодобытчики прорыли незаконную «тайную дорогу» в тропические леса Амазонки

Бразильские горнодобывающие мафии за последние месяцы прорыли 120-километровую тайную дорогу в джунглях, чтобы контрабандой переправить сюда экскаваторы и искать золото на землях, которые должны быть защищены.Вот что следует из расследования, проведенного Хранитель.«Мы считаем, что на территории Яномами есть как минимум четыре экскаватора, и это выводит добычу полезных ископаемых на территории Яномами на новый уровень, на уровень колоссальных разрушений», — сказала Дэникли де Агиар, эколог Гринпис, возглавляющая разведывательную миссию вдоль границы Бразилии с Венесуэлой.Прибытие экскаваторов — это последняя глава в полувековом нападении мощных, политически связанных горнодобывающих групп, которые опустошили деревни яномами и усилились после избрания президентом Жаира Болсонару в 2018 году.[Продолжить чтение здесь]

Влияние добычи полезных ископаемых, необходимых для энергетического перехода, на коренное население

Воздействие промышленной добычи полезных ископаемых на земли коренных народов и фермеров хорошо известно.Растущий спрос на критически важные минералы для энергетического перехода (ETM) может привести к новому поколению горнодобывающих проектов, в которых промышленные и энергетические интересы, а также экологическая и социальная устойчивость снова столкнутся.Согласно статье, опубликованной на Устойчивое развитие природы, Поскольку глобальная энергетическая система быстро переходит на возобновляемые источники энергии, по меньшей мере 30 минералов и металлов составят материальную основу для этого перехода.Крайне важно, чтобы политические лидеры осознавали эту напряженность и настаивали на том, чтобы права коренного и крестьянского населения принимались во внимание при принятии решений по смягчению последствий изменения климата.[Продолжить чтение здесь]

Белые медведи и изменение климата:что говорит наука?

Изображение белого медведя, застрявшего на тающем морском льду, часто используется как символ быстро меняющегося климата в мире.Однако время от времени в СМИ утверждают, что ситуация с белыми медведями может быть не столь серьезной.Но согласно анализу, проведенному Углеродный обзор научный консенсус очевиден:Поскольку арктический морской лед тает, белым медведям становится все труднее охотиться, спариваться и размножаться.[Продолжить чтение здесь]

Предварительное изображение: Дэмиен Джемисон / NIF