Kwenye njia sahihi ya nishati ya fusion: Utafiti wa Taaluma za Kitaifa unapendekeza mpango wa nishati ya majaribio ambayo inalingana na mbinu ya fusion ya MIT na mradi wa SPARC

Ripoti mpya juu ya ukuzaji wa muunganisho kama chanzo cha nishati, iliyoandikwa kwa ombi la U.S. Katibu wa Nishati, inapendekeza kupitishwa kwa mkakati wa kitaifa wa fusion ambao unalingana kwa karibu na kozi iliyowekwa katika miaka ya hivi karibuni na Kituo cha Sayansi ya Plasma na Fusion cha MIT. (PSFC) na Mifumo ya Fusion ya Jumuiya ya Madola inayofadhiliwa kibinafsi (CFS), toleo la hivi karibuni la MIT.

Teknolojia ya Fusion kwa muda mrefu imeshikilia ahadi ya kuzalisha salama, tele, umeme usio na kaboni, huku nikijitahidi kushinda changamoto za kutisha za kuunda na kutumia athari za muunganisho ili kupata faida halisi ya nishati.. Lakini Ripoti ya Utafiti wa Makubaliano kutoka kwa Vyuo vya Kitaifa vya Sayansi, Uhandisi, na Dawa inasema kuwa teknolojia ya kuunganisha sumaku (mwelekeo wa MIT tangu miaka ya 1970) sasa "imeendelea vya kutosha kupendekeza njia ya kuonyesha nishati inayotokana na muunganisho katika miongo kadhaa ijayo."

Inapendekeza U.S iendelee. kushiriki katika mradi wa kimataifa wa kituo cha muunganisho wa ITER na "mpango wa kitaifa wa kuandamana na utafiti na teknolojia inayoongoza kwa ujenzi wa mtambo mdogo wa majaribio ambao hutoa umeme kutoka kwa muunganisho kwa gharama ya chini kabisa ya mtaji."

Mbinu hiyo (ambayo ripoti inasema ingehitaji hadi $200 milioni katika ufadhili wa ziada wa kila mwaka kwa miongo kadhaa) huongeza fursa zinazoletwa na sumaku za kizazi kipya cha upitishaji umeme, vifaa vya reactor, waigaji, na teknolojia nyingine husika. Ya msisitizo maalum kutoka kwa kamati ni maendeleo katika sumaku za juu-joto zinazoweza kufikia mashamba ya juu na mashine ndogo.. Ripoti inapendekeza U.S. mpango wa kudhibitisha sumaku zenye kuzaa kwa kiwango cha juu. Yanaonekana kama kuwezesha mizunguko ya kasi na ya gharama nafuu ya kujifunza na ukuzaji kuliko majaribio makubwa sana kama ITER., ambayo haitakuja kwenye mstari hadi 2025, huku wakiendelea kufaidika na maarifa yanayotokana na programu hizo.

Mbinu hii ndogo-haraka-nafuu zaidi imejumuishwa katika dhana ya kinu ya SPARC, ambayo ilitengenezwa katika PSFC na kuunda msingi wa juhudi kali za CFS kuonyesha muunganisho wa faida ya nishati kufikia katikati ya miaka ya 2020 na kutoa miundo ya vitendo ya kinu ifikapo miaka ya mapema ya 2030.. Mbinu hii inatokana na hitimisho sawa kwamba sumaku za halijoto ya juu za uwanja huwakilisha teknolojia ya kubadilisha mchezo.. A $30 mpango wa milioni kati ya CFS na MIT kuonyesha sumaku kubwa za juu za shamba zinaendelea huko MIT na ni hatua muhimu kwa mfumo wa nishati ya muunganisho wa kompakt.. Licha ya kampuni zingine chache za ujumuishaji zinazofadhiliwa kibinafsi kuwa zimetoa takriban nyakati zinazolingana, ripoti ya Chuo cha Kitaifa haioni viashiria vya muunganisho vinavyotokea hadi 2050 muda.

Ripoti hiyo pia inathibitisha kwamba misingi ya kisayansi ya mbinu ya tokamak imeimarishwa zaidi ya muongo mmoja uliopita., kutoa imani inayoongezeka kuwa njia hii, ambayo ni msingi wa ITER na SPRC, ina uwezo wa kupata faida halisi ya nishati na kutengeneza msingi wa mtambo wa kuzalisha umeme. Kulingana na imani hii iliyoongezeka kamati inapendekeza kusonga mbele na maendeleo ya teknolojia kwa ajili ya mtambo wa majaribio ambao utaweka nguvu kwenye gridi ya taifa..

"Vyuo vya Kitaifa ni shirika linalofikiria sana, na kwa kawaida ni wahafidhina sana,” anasema Bob Mumgaard, afisa mkuu mtendaji wa CFS. "Tunafurahi kuwaona wakitoka na ujumbe kwamba ni wakati wa kuhamia mchanganyiko, na kwamba compact na kiuchumi ni njia ya kwenda. Tunadhani maendeleo yaende kwa kasi, lakini inatoa uthibitisho kwa watu wanaotaka kukabiliana na changamoto na kuweka mambo tunayoweza kufanya Marekani.. hiyo itapelekea kuweka nguvu kwenye gridi ya taifa."

Andrew Uholanzi, mkurugenzi wa Chama cha Sekta ya Fusion kilichoundwa hivi karibuni na Mshirika Mwandamizi wa Nishati na Hali ya Hewa katika Mradi wa Usalama wa Marekani, inabainisha kuwa waandishi wa ripoti hiyo walishtakiwa kwa kuunda "ripoti ya makubaliano ya sayansi ambayo inaonyesha njia za sasa, na njia ya sasa ni kujenga ITER na kupitia mchakato wa majaribio huko, wakati huo huo akitengeneza mtambo wa majaribio, DEMO.”

Kuhamisha makubaliano kuelekea njia ya mbele haraka, anaongeza Uholanzi, itahitaji matokeo ya majaribio kutoka kwa makampuni kama CFS. "Ndio maana inajulikana kuwa na kampuni zinazofadhiliwa kibinafsi huko U.S. na duniani kote kutafuta matokeo ya kisayansi ambayo yatabeba hili. Na hakika ni muhimu kwamba utafiti huu unalenga kupata jumuiya ya kisayansi ya msingi ya serikali kufikiria kuhusu mpango mkakati.. Inapaswa kuonekana kama sehemu ya bunduki ya kuanza kwa jumuiya ya mchanganyiko kuja pamoja na kuandaa mchakato wake.

Au, kama Martin Greenwald, naibu mkurugenzi wa PSFC na mtafiti mkongwe wa fusion, huiweka, "Kuna tabia katika jamii yetu kubishana kuhusu mpango wa miaka 20 au mpango wa miaka 30., lakini hatutaki kuondoa macho yetu kwenye kile tunachohitaji kufanya katika miaka mitatu hadi mitano ijayo. Huenda tusiwe na maelewano kwa kiwango kirefu, lakini tunahitaji moja ya nini cha kufanya sasa, na huo umekuwa ujumbe thabiti tangu tulipotangaza mradi wa SPARC - kushirikisha jumuiya pana na kuchukua hatua.

"Jambo muhimu kwetu ni kwamba ikiwa muunganisho utakuwa na athari kwenye mabadiliko ya hali ya hewa, tunahitaji majibu haraka, hatuwezi kusubiri hadi mwisho wa karne, na hiyo ndiyo inaendesha ratiba. Pesa za kibinafsi zinazoingia husaidia, lakini ufadhili wa umma unapaswa kushirikiana na kukamilisha hilo. Kila upande una jukumu linalofaa. Maabara za kitaifa hazijengi mitambo ya umeme, na kampuni za kibinafsi hazifanyi utafiti wa kimsingi."

Wakati mbinu kadhaa za muunganisho zinafuatwa katika mashirika ya umma na ya kibinafsi, ripoti ya Chuo cha Kitaifa inaangazia pekee teknolojia ya kizuizi cha sumaku. Hii inaonyesha jukumu la ripoti katika majibu ya Idara ya Nishati kwa a 2016 Ombi la Congress kwa taarifa kuhusu U.S. ushiriki katika ITER, mradi wa kizuizi cha sumaku. Kamati ya ripoti 19 wataalam, ambao walifanya utafiti wa miaka miwili, pia walishtakiwa kwa kuchunguza maswali yanayohusiana ya "jinsi bora ya kuendeleza sayansi ya mchanganyiko huko U.S." na "uhalali wa kisayansi na mahitaji ya kuimarisha misingi ya kutambua nishati ya muunganisho kutokana na chaguo linalowezekana la U.S.. kushiriki au kutoshiriki katika mradi wa ITER."

Uchapishaji wa ripoti unakuja wakati wa shughuli mpya na hamu ya nishati ya muunganisho, na baadhi 20 makampuni binafsi yanayotafuta maendeleo yake, kuongezeka kwa ufadhili katika bajeti ya hivi karibuni ya shirikisho, na kuundwa kwa Jumuiya ya Sekta ya Fusion ili kutetea jamii kwa ujumla. Lakini ripoti hiyo inaonya kwamba "kutokuwepo kwa mkakati wa utafiti wa muda mrefu kwa Marekani ni dhahiri hasa ikilinganishwa na mipango ya washirika wetu wa kimataifa."

Hali hiyo inaweza kuwa inaendelea. “Tulikuwa na mkutano mzuri sana wa wadau mwezi mmoja na nusu uliopita DC, na kulikuwa na sauti nyingi kati ya makampuni binafsi, jumuiya ya watafiti, Idara ya Nishati, na wafanyikazi wa Congress kutoka pande zote mbili,” anasema Greenwald. "Inaonekana kama kuna kasi, ingawa bado hatujui itakuwa katika hali gani.” Anaongeza kuwa kuanzishwa kwa chama cha tasnia kunasaidia sana kwa kusafiri na kuwasiliana huko Washington.

"Tungependa kuona serikali ikiwa na jukumu katika mambo ambayo yanainua kampuni zote za ujumuishaji, kama maabara ya vifaa vya hali ya juu, mchakato wa kuchimba joto kutoka kwa vinu, viwanda vya kuongeza, simulizi, na zana zingine,” anasema Mumgaard. "Kuna fursa nyingi za ushirikiano na ushirikiano; kila kampuni itakuwa na mchanganyiko tofauti wa ushirikiano, hata kwa kubadilishana wafanyikazi kama tunavyofanya na MIT.

Chanzo: na probiotic tunayotumia imeidhinishwa pia, na Peter Dunn