Ymasiad a yrrir gan laser: Torri llwybr i ynni glân

• Awdur:
• enw awdur

  Rhagolwg Quantumrun
• Efallai y 8, 2024

Crynodeb mewnwelediad

Mae'r ymchwil am ymasiad niwclear ar fin cynnig cyflenwad bron yn ddiddiwedd o ynni glân i ddynolryw gydag ôl troed amgylcheddol lleiaf posibl. Mae datblygiadau diweddar mewn ymasiad a yrrir gan laser, sy'n wahanol i ddulliau traddodiadol, wedi dangos addewid wrth greu proses fwy effeithlon ar gyfer cyflawni ymasiad, gan danio cryn ddiddordeb a buddsoddiad. Fodd bynnag, mae'r llwybr i fasnacheiddio'r ffynhonnell ynni glân hon yn llawn rhwystrau technegol ac ariannol, gan awgrymu dyfodol lle gallai ymasiad newid y defnydd o ynni, gweithrediadau diwydiant a pholisïau byd-eang yn sylweddol.

Cyd-destun ymasiad a yrrir gan laser

Mae ymasiad niwclear, y broses sy'n goleuo'r sêr yn ein bydysawd, ar drothwy dod yn ffynhonnell ynni ganolog i ddynoliaeth. Mae'n addo cyflenwad ynni diderfyn bron gyda'r effaith amgylcheddol leiaf, yn enwedig dim allyriadau carbon, heb y cyfyng-gyngor gwastraff ymbelydrol parhaus sy'n gysylltiedig ag adweithyddion ymholltiad niwclear presennol. Mae potensial ymasiad niwclear wedi swyno gwyddonwyr a llywodraethau fel ei gilydd, gan arwain at fuddsoddiad sylweddol, gan gynnwys ymdrech nodedig gan weinyddiaeth Biden i fywiogi ymchwil ymasiad a masnacheiddio. 

Yn 2022, datblygodd y cwmni cychwyn Almaeneg Marvel Fusion ddull wedi'i yrru gan laser i gyflawni ymasiad, sy'n cyferbynnu â'r dulliau cyfyngu magnetig traddodiadol, ac mae wedi llwyddo i ennill tua USD $65.9 miliwn mewn cyllid. Mae ymasiad niwclear yn cael ei nodi gan ddau ddull gwahanol: cyfyngu magnetig a chyfyngiad anadweithiol, gyda'r olaf fel arfer yn cynnwys cywasgu tanwydd yn ddwys gan laserau i gychwyn ymasiad. Mae'r dull hwn wedi gweld datblygiadau sylweddol, yn enwedig yn y Cyfleuster Tanio Cenedlaethol yng Nghaliffornia, lle dangosodd arbrawf nodedig ymarferoldeb sicrhau cynnyrch ynni ymasiad yn fwy na'r mewnbwn ynni, carreg filltir a gyffelybwyd i daith hedfan gyntaf y Brodyr Wright. Mae strategaeth Marvel Fusion yn dargyfeirio trwy ddefnyddio ymasiad laser gyriant uniongyrchol, gan anelu at broses ymasiad mwy effeithlon, ac mae wedi dewis hydrogen-boron 11 fel ei danwydd, gan addo cynhyrchu llai fyth o wastraff.

Er gwaethaf y brwdfrydedd a'r cynnydd gwyddonol sylweddol, mae'r daith tuag at ynni ymasiad masnachol yn parhau i fod yn llawn heriau technegol ac ariannol. Mae Marvel Fusion yn ei gamau cynnar, yn dibynnu ar efelychiadau cyfrifiadurol i fireinio ei ddull, gyda'r nod o ddatblygu offer pŵer prototeip o fewn degawd. Fodd bynnag, mae maint y buddsoddiad sydd ei angen yn aruthrol, gan danlinellu cam eginol ond addawol technoleg ymasiad a yrrir gan laser. 

Effaith aflonyddgar

Wrth i ynni ymasiad ddod yn fasnachol hyfyw, gall leihau'n sylweddol y ddibyniaeth ar danwydd ffosil, gan leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr yn sylweddol. Gallai'r newid hwn fod yn hanfodol i frwydro yn erbyn newid yn yr hinsawdd, gan gynnig ffynhonnell ynni lân, bron yn ddiderfyn. At hynny, gallai mabwysiadu ynni ymasiad yn eang sefydlogi prisiau ynni trwy leihau'r tensiynau geopolitical sy'n gysylltiedig ag adnoddau olew a nwy, gan wella diogelwch ynni byd-eang.

Efallai y bydd angen i ddiwydiannau sy'n dibynnu ar danwydd ffosil addasu neu ailwampio eu gweithrediadau i gyd-fynd â realiti ynni newydd. Fodd bynnag, mae'r newid hwn hefyd yn creu cyfleoedd sylweddol ar gyfer arloesi mewn sectorau sy'n amrywio o storio ynni a seilwaith grid i gludiant a gweithgynhyrchu. Mae’n bosibl y bydd cwmnïau sy’n gallu arwain yn y meysydd hyn yn cael eu hunain ar flaen y gad mewn oes economaidd newydd, gan elwa ar fanteision symudwyr cyntaf mewn marchnad sy’n datblygu’n gyflym.

Bydd llywodraethau'n chwarae rhan ganolog wrth hwyluso'r newid i ynni ymasiad trwy bolisi, cyllid a chydweithrediad rhyngwladol. Gall buddsoddiadau mewn ymchwil a datblygu gyflymu datblygiadau technolegol, tra gall cymhellion ar gyfer mabwysiadu ynni ymasiad leddfu'r risgiau ariannol i fabwysiadwyr cynnar. At hynny, gall cydweithrediadau rhyngwladol wneud y mwyaf o adnoddau ac arbenigedd, gan gyflymu datblygiad technoleg ymasiad a'i integreiddio i'r grid ynni byd-eang. 

Goblygiadau ymasiad a yrrir gan laser

Gall goblygiadau ehangach ymasiad a yrrir gan laser gynnwys: 

• Annibyniaeth ynni uwch i genhedloedd sy'n buddsoddi mewn technoleg ymasiad, gan leihau bregusrwydd i wrthdaro geopolitical ac aflonyddwch cyflenwad ynni.
• Roedd sectorau swyddi newydd yn canolbwyntio ar adeiladu, gweithredu a chynnal a chadw gweithfeydd pŵer ymasiad, ochr yn ochr â dirywiad mewn swyddi yn y diwydiant tanwydd ffosil.
• Cynnydd mewn cyfraddau trefoli wrth i ffynonellau ynni mwy effeithlon a glanach gefnogi twf dinasoedd smart ac ardaloedd byw dwysedd uchel.
• Newidiadau mewn ymddygiad defnyddwyr, gyda mwy o alw am gerbydau trydan a chynhyrchion wedi'u pweru gan gyfuniad, gan arwain at newidiadau mewn marchnadoedd modurol a chyfarpar.
• Yr angen am raglenni ailhyfforddi ac addysgol sylweddol i arfogi’r gweithlu â’r sgiliau sydd eu hangen ar gyfer swyddi uwch-dechnoleg yn y sector ynni ymasiad.
• Llywodraethau yn sefydlu rheoliadau newydd i reoli defnydd a diogelwch ynni ymasiad, sy'n gofyn am gydweithrediad rhyngwladol i osod safonau byd-eang.
• Ymchwydd mewn arloesedd technolegol ar draws sawl sector, gan gynnwys gwyddor deunyddiau, peirianneg, a thechnolegau amgylcheddol, wedi'i ysgogi gan ofynion a heriau ynni ymasiad.

Cwestiynau i'w hystyried

• Sut gallai cysylltiadau rhyngwladol gael eu dylanwadu gan y defnydd eang o ynni ymasiad, yn enwedig o ran dibyniaeth ar ynni a deinameg pŵer byd-eang?
• Pa rôl all cymunedau a llywodraethau lleol ei chwarae wrth gefnogi’r newid i gymdeithas sy’n cael ei phweru gan gyfuniad?