Y Torri Ymdoddiad Niwclear Mewn Cyd-destun

Y mis diwethaf y Cyfleuster Tanio Cenedlaethol yn Labordy Cenedlaethol Lawrence Livermore (LLNL) yng Nghaliffornia cyhoeddodd datblygiad arloesol sylweddol mewn ymchwil ymasiad niwclear. Ers hynny, mae nifer o bobl wedi gofyn i mi beth mae'r datblygiad arloesol hwn yn ei olygu mewn gwirionedd.

Yn gyntaf, gadewch i ni drafod rhai o hanfodion ymasiad niwclear. Mae gorsafoedd ynni niwclear heddiw yn seiliedig ar ymholltiad niwclear, sef hollti isotop trwm fel wraniwm-235 yn ddau isotop llai. (Dim ond gwahanol fathau o elfen yw isotopau).

Yn syml, mae ymholltiad niwclear fel saethu bwled bach yng nghanol yr isotop, sy'n achosi iddo fynd yn ansefydlog a hollti. Pan mae'n hollti, mae'n rhyddhau swm aruthrol o egni (mae màs ac egni yn cael eu cysylltu gan hafaliad enwog Einstein E = Mc²). Yna gellir troi'r ynni hwnnw'n drydan.

Fodd bynnag, un o'r prif wrthwynebiadau i ymholltiad niwclear yw bod sgil-gynhyrchion ymholltiad yn hynod ymbelydrol, a bod llawer ohonynt yn hirhoedlog. Mewn geiriau eraill, maent yn berygl i fywyd oni bai eu bod yn cael eu trin yn briodol. Y sgil-gynhyrchion ymbelydrol hyn yw'r rheswm pam mae rhai yn gwrthwynebu ynni niwclear.

Mae ymasiad niwclear, sef ffynhonnell y pŵer ar gyfer sêr fel ein haul ni, yn wahanol. Gydag ymasiad, rydych chi'n gorfodi isotopau llai at ei gilydd i ffurfio isotopau mwy. Yn nodweddiadol mae hyn yn golygu cyfuno isotopau hydrogen — yr elfen leiaf — i ffurfio heliwm. Mae'r adwaith hwn yn rhyddhau hyd yn oed mwy o egni na'r adwaith ymholltiad, ond yn bwysicach fyth nid yw'n cynhyrchu unrhyw sgil-gynhyrchion ymbelydrol hirdymor. Dyna pam y gelwir ymasiad niwclear yn aml yn “greal sanctaidd” cynhyrchu ynni.

Felly, beth yw'r broblem? Mae'r isotopau hydrogen bach hynny yn gallu gwrthsefyll ffiwsio yn fawr. Mae'n cymryd pwysau aruthrol a thymheredd uchel (fel sy'n bresennol yn yr haul) i'w gorfodi i ffiwsio. Mae hynny'n wahanol iawn i ymholltiad niwclear, sy'n digwydd yn gymharol hawdd. Felly, er y gellir cyflawni ymasiad mewn arfau niwclear, mae ymchwilwyr wedi treulio degawdau yn ceisio creu adwaith ymasiad rheoledig y gellid ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu ynni.

Dros y blynyddoedd, mae llawer o “doriadau arloesol” wedi'u cyhoeddi. Yr un a gyhoeddwyd fis diwethaf oedd bod gwyddonwyr, am y tro cyntaf, wedi cael mwy o egni o'r broses ymasiad nag oedd yn rhaid iddynt ei roi i mewn. Roedd angen mwy o fewnbynnau egni i ymdrechion blaenorol a oedd wedi cyflawni ymasiad na'r adwaith ymasiad a gynhyrchwyd.

Felly, mae hyn yn gam mawr ymlaen. Ond pa mor agos ydyn ni at ddatblygu adweithyddion ymasiad masnachol?

Dyma gyfatebiaeth rydw i wedi'i defnyddio i'w rhoi yn ei chyd-destun. Roedd yna lawer o gerrig milltir ar y ffordd i deithiau hedfan masnachol. Hedfanodd y Brodyr Wright yr awyren bweru lwyddiannus gyntaf mewn hanes ym mis Rhagfyr 1903. Byddai'n 16 mlynedd arall cyn yr hediad trawsatlantig cyntaf. Ond, ni fyddai'r awyren fasnachol lwyddiannus gyntaf, y Boeing 707 yn cael ei gyflwyno tan 1958.

Y jôc hirsefydlog erioed yw bod ymasiad niwclear masnachol 30 mlynedd i ffwrdd. Mewn gwirionedd, mae hynny'n golygu na allwn weld y llwybr cyflawn i gyrraedd yno o hyd. Mae'r datblygiad diweddar yn sicr yn garreg filltir ar y llwybr i ymasiad niwclear masnachol. Ond efallai ein bod 30 mlynedd i ffwrdd o hyd o weld ymasiad niwclear yn cael ei wireddu'n fasnachol.