O reator de fusão investido pelo Google Bill Gates começou a construção. Quando chegará a “liberdade energética”?

Muitas pessoas sabem que um dos motivos e condições para a existência de vida na terra é a distância adequada do sol, que nos dá luz e calor. Mais tarde, as pessoas descobriram que o sol pode fornecer energia, então começamos a usar a energia solar, mas isso não atendia ao ritmo do desenvolvimento humano, então também queremos ter nosso próprio "sol artificial".

O "sol artificial" na verdade se refere a um dispositivo de reação de fusão nuclear. A fusão nuclear envolve átomos com massas menores, como isótopos de hidrogênio, deutério e trítio, que fazem com que dois núcleos colidam e polimerizem em temperaturas extremamente altas para produzir uma nova massa mais pesada. O núcleo é geralmente um isótopo de hélio. A enorme energia produzida durante a reação é a mesma que as reações que ocorrem dentro de estrelas como o sol, então o dispositivo de reação de fusão nuclear é chamado de "sol artificial".

Atualmente, o uso da energia nuclear é quase sempre na forma de fissão nuclear. Se você deseja usar a energia nuclear de forma estável e eficiente, vale a pena tentar mudanças na agregação nuclear. Não muito tempo atrás, a Commonwealth Fusion Systems (CFS), uma empresa de pesquisa de fusão nuclear investida por Bill Gates, Google e muitas empresas de capital privado, começou a construir cerca de 47 acres de reatores de fusão.

Embora não haja muitas informações detalhadas sobre o projeto do dispositivo e planos específicos deste reator de fusão, isso mostra que as pessoas deram mais um passo em direção ao uso bem-sucedido da fusão nuclear.

Na verdade, o desenvolvimento da história da humanidade é sempre indissociável das mudanças na utilização da energia.Nos últimos séculos, os combustíveis fósseis que obtivemos da crosta terrestre produziram eletricidade e tudo o que se desenvolveu rapidamente depois.

No entanto, enquanto os combustíveis fósseis e outras fontes de energia não renováveis ​​nos trouxeram inúmeras conveniências, eles também trouxeram fumaça e muitos problemas ambientais.Até mesmo a escassez de energia não renovável se tornou um problema. Se quisermos resolver esses problemas e permitir que os seres humanos continuem a prosperar no planeta azul, a busca por novas energias é urgente.

A energia solar, assim como a energia eólica, a energia hídrica, a bioenergia e outras fontes renováveis ​​de energia limpa, são pouco poluentes e podem ser regeneradas por si próprias, mas são restringidas pelas condições naturais, pelo que a taxa de utilização desta energia necessita de ser melhorada.

Em comparação com essas fontes de energia, muitas pessoas preferem a energia nuclear: o uso da energia nuclear para gerar eletricidade tem menos poluição, alta densidade de energia e maior eficiência de utilização. Atualmente, muitos países possuem usinas nucleares, mas quase todos eles usam a reação em cadeia de reatores de fissão nuclear para gerar energia. Como lidar com os materiais radioativos no reator e com o calor residual excessivo gerado durante o processo de reação e a poluição térmica resultante? Os diversos acidentes em usinas nucleares ocorridos até agora são suficientes para mostrar que este também é um problema que não pode ser ignorado.

Portanto, no caminho para explorar novas fontes de energia, as pessoas voltaram suas esperanças para a fusão nuclear com melhor aproveitamento. Em primeiro lugar, em comparação com a fissão nuclear, ele também pode liberar uma grande quantidade de energia durante a reação, e a energia produzida pela fusão nuclear é várias vezes maior que a da fissão nuclear. Em segundo lugar, os resíduos produzidos pela fusão nuclear devem ser tratados melhor do que os resíduos e a poluição produzidos pela fissão nuclear. Além disso, as matérias-primas necessárias para a fusão nuclear (geralmente isótopos de hidrogênio, deutério e trítio) são abundantes na água do mar e as matérias-primas podem ser obtidas pelo processamento de materiais à base de lítio.

Embora o efeito da fusão nuclear seja bom, para completar a fusão nuclear controlável, várias condições extremamente difíceis precisam ser atendidas: a temperatura central do reator deve atingir pelo menos 150 milhões de graus; o plasma envolvido na reação deve ter densidade suficiente; fusão reação Deve ser mantida por um tempo suficiente. Desde a década de 1950, os cientistas começaram a estudar dispositivos de reação que podem atingir essas condições.

Atualmente, o dispositivo de reação de fusão nuclear controlável mais viável é o tokamak supercondutor, que é um recipiente cíclico que utiliza confinamento magnético para obter fusão nuclear controlada, como é o caso do International Thermonuclear Experimental Reactor Project (ITER). que entrou oficialmente na fase final de instalação em 2020. Os dispositivos SPARC pesquisados ​​por empresas CFS investidas por Bill Gates e Google também são projetados com base em tokamak.

Além disso, as conquistas do meu país no campo da fusão nuclear não podem ser subestimadas. Localizado no Instituto de Ciência de Materiais de Hefei, Academia Chinesa de Ciências, o dispositivo experimental de fusão nuclear tokamak totalmente supercondutor (EAST), conhecido como "Hiperloop Oriental", estabeleceu um novo recorde mundial em 28 de maio de 2021 e alcançou um novo recorde mundial. Operação de plasma repetida a 120 milhões de graus Celsius por 101 segundos e 160 milhões de graus Celsius por 20 segundos.

Embora as pessoas tenham uma boa ideia da fusão nuclear, ainda existem muitas dificuldades. Muitos cientistas em todo o mundo estão trabalhando nisso. Se ela puder ser realizada com sucesso, até certo ponto, a humanidade será inesgotável. Naquela época, o "big bang da tecnologia" descrito em "Três corpos", as explorações das pessoas estão indo para as profundezas do universo, e talvez não seja mais uma fantasia.

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