Thaum Yuav Nuclear Fusion Muab Roj Thiab Roj Tawm Ntawm Kev Lag Luam.

Lub caij Christmas no yog lub sijhawm ua tsaug thiab kev cia siab rau kev nce qib hauv kev tshawb fawb uas tau ua:

Ua ntej, Tub Vaj Ntxwv William, uas tau tsim lub Earthshots nqi zog, tshaj tawm cov khoom plig hauv Boston hauv 2022. Ib qeb tau hu ua Revive Our Oceans. Tus yeej yog ib pab pawg hu ua Cov poj niam hauv paus txawm ntawm Great Barrier Reef. Lub Reef tau raug tawm tsam, thiab cov yeej tau cog lus rau nws txoj kev tiv thaiv. Lawv ua haujlwm los tiv thaiv ntug hiav txwv dej thiab vaub kib thiab khaws cov seagrass uas ntes tau kaum npaug CO2 ntau dua li Amazon hav zoov. Lawv tiv thaiv kev paub txog keeb kwm yav dhau los thiab siv cov cuab yeej niaj hnub xws li drones los saib xyuas cov reef hloov pauv hauv coral thiab hauv hav zoov hav zoov.

Qhov thib ob, rau 20 xyoo US Department of Energy tau pab nyiaj rau lub tswv yim thiab kev txhim kho ntawm Me Me Modular Nuclear Reactor (SMR) hu ua NuScale Power Module. Kev nyab xeeb, pheej yig dua, scalable, thiab tsis muaj carbon yog qhov zoo. Nws tsuas yog SMR tau txais kev pom zoo tsim los ntawm Nuclear Regulatory Commission (NRC). Tsawg dua 100 ft siab, lub module yog 15 ft dav lub tog raj kheej uas zaum hauv chav da dej hauv qab av. Nws tuaj yeem tsim hluav taws xob 77 MegaWatts uas tuaj yeem siv tau 60,000 lub tsev. Lub hom phiaj yog nce thiab khiav hauv Idaho los ntawm 2029.

Thib peb, lub tsev kho mob muaj ib kev ua tiav hauv kev kho qee yam mob qog noj ntshav. Txoj kev siv T-hlwb, uas yog ib feem ntawm lub cev tiv thaiv kab mob uas tiv thaiv kab mob qog noj ntshav, tawm hauv lub cev los hloov cov noob caj noob ces, siv cov txheej txheem CRISPR, thiab tom qab ntawd rov muab lawv rov qab rau hauv lub cev raws li "cov tshuaj muaj sia". Siv CRISPR, T-hlwb tuaj yeem ua tau zoo-tuned thiab ua rau muaj kev tuag ntau dua hauv lawv qhov kev tawm tsam ntawm cov qog nqaij hlav tshwj xeeb.

Cov T-cells "off-the-shelf" no tuaj yeem tsim tau ntau yam sai sai siv CRISPR, tsis yog yuav tsum tau tos lub lis piam lossis hli dhau los. Thaum Lub Kaum Ob Hlis 12, 2022, Dr McGuirk los ntawm University of Kansas, tshaj tawm cov txiaj ntsig kev sim uas tau ua zoo xav tsis thoob thiab qhib lub qhov rooj tshiab rau kev kho mob qog noj ntshav: cov qog tau poob qis rau 67% ntawm 32 tus neeg mob qog noj ntshav. 40% ntawm cov neeg mob tau ua tiav kev zam txim. Muaj kev txaus siab rau lub peev xwm ntawm cov txheej txheem no los kho ntau yam qog noj ntshav.

Plaub yog ib qho kev tawg ntawm nuclear fusion uas yog stunning heev.

Nuclear fusion breakthrough.

Nyob rau hauv lub xyoo pua xeem, lub xyoo pua loj tshaj ntawm physics, ib qho ntawm cov discoveries yog nuclear fission. Thaum lub atom hnyav xws li plutonium tawg, ib qho me me ntawm huab hwm coj poob thiab rov tshwm sim los ntawm lub zog loj - vim tias E = mc^2, qhov twg c yog qhov nrawm ntawm lub teeb thiab ntau heev.

Raws li kev hem thawj uas lub teb chaws Yelemees yuav tsim lub foob pob tawg raws li qhov kev tawm tsam no, tsoomfwv Meskas tau nchuav nyiaj ntau los tsim lub foob pob tawg hauv Los Alamos, New Mexico, tsis deb ntawm qhov kuv nyob. Nws tau raug sim hauv White Sands suab puam sab qab teb ntawm Albuquerque, thiab thaum kawg siv los xaus kev tsov rog nrog Nyiv.

Daim ntawv thov kev lag luam coj sai sai rau daim phiaj-qhov loj me nuclear reactors hauv ntau lub tebchaws. Qee qhov ua tiav - Fabkis tau 70% ntawm nws lub zog hluav taws xob los ntawm 56 lub tshuab hluav taws xob nuclear thaum Asmeskas tau txais txog 20% ​​ntawm nws lub zog los ntawm 93 lub tshuab hluav taws xob nuclear.

Tab sis kev vam meej tsis yooj yim thaum muaj xwm txheej txaus ntshai tshwm sim, xws li Chernobyl, Russia, xyoo 1986 thiab Fukushima, Nyiv, xyoo 2011, thiab kev txhawj xeeb txog kev pov tseg nuclear hauv Asmeskas.

Ib tug viv ncaus nuclear cov tshuaj tiv thaiv yog thaum ob lub hydrogen nuclei raug yuam kom sib koom ua ke rau hauv helium los ntawm kev kov yeej lub zog quab yuam thiab ib zaug ntxiv ntau lub zog tawm. Qhov no yog lub hauv paus ntawm US hydrogen foob pob kuaj nyob rau hauv South Pacific (Bikini Atoll) nyob rau hauv lub 1950s ua ntej qhov kev txiav txim txiav txim siab ntawm 1963.

Kev lag luam daim ntawv thov ntawm nuclear fusion tau nrhiav ntau xyoo lawm txij thaum ntawd los. Piv txwv li, ib qho kev sim siab yog nyob rau hauv Sandia National Laboratories hauv Albuquerque, qhov twg cov ntshav plasma kub raug kaw los ntawm hluav taws xob teb. Lub tswv yim yog kom kaw, compress thiab cua sov lub plasma (zog-hauv) kom txog thaum hydrogen nuclei merge (zog-tawm). Tab sis lub zog-hauv ib txwm muaj ntau dua li lub zog tawm.

Lwm daim ntawv thov kev lag luam yog ntawm Lawrence Livermore Laboratory hauv San Francisco Bay cheeb tsam ntawm California. Ntawm no 192 lasers tau siv mus kaw, compress thiab cua sov lub plasma los ntawm blasting ib tug $1 lab pellet ntawm tov hydrogen isotopes. Cov txiaj ntsig yeej ib txwm zoo ib yam - txog tam sim no. Tshaj tawm nyob rau lub lim tiam xaus lub Kaum Ob Hlis 16, 2022, lub zog tawm (3.1 MegaJoules) yog ntau tshaj lub zog-hauv (2.1 MegaJoules) thawj zaug. Nws yog ib qho kev tawg tiag tiag. Qhov kub ua tiav yog 3 lab degrees C.

Muab qhov no tso rau hauv qhov kev xav.

Ua ntej, lub zog-hauv piv rau lub zog-tawm yog yooj yim heev, vim hais tias kom muaj zog ntawm cov lasers yuav tsum muaj zog ntau dua: 400 MegaJoules. Saib ref 1.

Qhov thib ob, zaj dab neeg ua tiav tsuas yog hais txog ib qho xwm txheej - ib qho fusion ignition. Yuav kom nyob txhua qhov chaw ze qhov kev ua tau zoo yuav xav tau ntau, ntau qhov sib xyaw ua ke ib feeb, thiab xav tau lub laser uas muaj zog ntau txhiab zaus. Ntxiv rau tus nqi yuav tsum yog ib lab lub sij hawm pheej yig dua (Ref 1). Hauv ib lo lus, qhov kev vam meej no, txawm tias kev tshoov siab, tsis yog nyob ze rau txawm tias xav txog kev siv tswv yim.

Yog li nws tsis pheej yig thiab nws tsis siv tau, tab sis nws yuav tsim lub zog siv zog thiab nws yuav tsis muaj cov pa roj carbon.

Nuclear fission zog yog ib lab npaug zog dua dua li lwm lub zog hauv ntiaj teb. Thiab qhov no yog qhov laj thawj loj vim li cas kev nqis peev tau tsim nyob rau hauv cov teb chaws xws li Fabkis thiab Asmeskas los tsim ntau lub zog hluav taws xob nuclear.

Nuclear fusion tsim 3-4 npaug zog ntau dua nuclear fission. Qhov ntawd yog ib feem ntawm kev npau suav. Lwm qhov ntawm kev npau suav fusion yog tsis muaj cov khoom pov tseg nuclear los pov tseg - cov khoom pov tseg uas tuaj yeem siv ntau pua lossis ntau txhiab xyoo kom lwj. Ib feem thib peb yog fusion tsis yog cov tshuaj tiv thaiv kab mob, yog li qhov txaus ntshai ntawm kev tawm tsam nuclear thiab kev tawg yog tsis muaj nyob.

Txij li thaum tsim hluav taws xob yog lub luag haujlwm rau kwv yees li ib feem peb ntawm lub ntiaj teb cov pa roj carbon monoxide emissions, qhov kawg ntawm kev npau suav yog nuclear fusion nroj tsuag sprinkled thoob plaws ib lub teb chaws los muab cov pa roj carbon tsis muaj hluav taws xob siab.

Tab sis nco ntsoov, nws tsuas yog npau suav xwb. Txawm hais tias nws cov txiaj ntsig zoo, carbon-dawb nuclear fusion yuav tsis tso cov roj thiab roj kev lag luam tawm ntawm kev lag luam los ntawm 2050 thiab tej zaum tsis yog los ntawm 2100.

Takeaways.

Tib neeg tau rov ua dua lub hnub lub teeb thiab cua sov. Thaum txog 15 lab degrees C, lub hnub ci sab hauv ntawm lub hnub yog compressed nyob rau hauv lub siab loj heev - ib tug teaspoon hnyav 750 gm los yog 1.65 lb. Rau replicate lub hnub lub sab hauv tej yam kev mob nyob rau hauv lub lab thiab kom tiav breakeven (zog-tawm ntau tshaj li lub zog-hauv. ) yog ib qho impressive feat.

Tab sis nuclear fusion tsis nyob deb ze rau txawm xav txog kev lag luam daim ntawv thov.

Yog li vim li cas peb thiaj siv nyiaj loj los tshawb xyuas nws? Vim qhov ntawd yog cov teb chaws vam meej ua. Lawv tsim telescopes zoo li James Webb thiab nruab rau ntawm satellites los kawm txog lub ntiaj teb. Lawv tsim foob pob hluav taws los tso txiv neej thiab poj niam rau lub hli. Lawv tsim cov kab sib nqus sib nqus kom nrawm protons mus rau qhov nrawm ntawm lub teeb ua ntej lawv tsoo thiab nthuav tawm hauv cov khoom tawg yooj yim tsis zoo li cov Higgs boson.

Kev nom kev tswv ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev txiav txim siab qhov twg tsoomfwv txhawb nqa thiab nyiaj txiag rau kev tshawb fawb raug faib. Ua tsaug, raws li tau hais los saum no, muaj ntau yam piv txwv ntawm lub teb chaws siv kev tshawb fawb los daws cov teeb meem uas muaj txiaj ntsig zoo rau tib neeg.

Siv 1: Yeluxalees Demsas, Lub Hwj Chim ntawm Lub Hnub, Lub Atlantic Txhua Hnub, Kaum Ob Hlis 16, 2022.