Pryd Fydd Ymasiad Niwclear yn Rhoi Olew A Nwy Allan O Fusnes.

Mae tymor y Nadolig hwn yn amser o ddiolch a gobaith ar gyfer llamu mewn gwyddoniaeth sy’n cael eu gwneud:

Yn gyntaf, Y Tywysog William, a sefydlodd Wobr Earthshots, cyhoeddi gwobrau yn Boston yn 2022. Galwyd un categori Adfywio Ein Cefnforoedd. Yr enillydd oedd grŵp o'r enw Merched Cynhenid ​​y Great Barrier Reef. Mae'r Reef wedi bod dan ymosodiad, ac mae'r enillwyr wedi ymrwymo i'w hamddiffyn. Maen nhw'n gweithio i amddiffyn traethau a chrwbanod a chadw morwellt sy'n dal deg gwaith yn fwy o CO2 na choedwigoedd Amazon. Maent yn ymladd gwybodaeth gynfrodorol hynafol ac yn defnyddio offer modern fel dronau i fonitro newidiadau'r riff mewn cwrel yn ogystal â thanau llwyn mewndirol.

Yn ail, ers 20 mlynedd mae Adran Ynni yr UD wedi ariannu cysyniad a datblygiad Adweithydd Niwclear Modiwlaidd Bach (SMR) o'r enw Modiwl Pŵer NuScale. Mwy diogel, rhatach, graddadwy, a di-garbon yw'r manteision. Dyma'r unig SMR i dderbyn cymeradwyaeth dylunio gan y Comisiwn Rheoleiddio Niwclear (NRC). Yn llai na 100 troedfedd o daldra, mae'r modiwl yn silindr 15 troedfedd o led sy'n eistedd mewn baddon o ddŵr o dan lefel y ddaear. Gall gynhyrchu 77 MegaWat o drydan a all bweru 60,000 o gartrefi. Y nod yw bod yn weithredol yn Idaho erbyn 2029.

Yn drydydd, mae gan y sefydliad meddygol a torri tir newydd wrth drin rhai canserau. Mae'r dull yn mynd â chelloedd T, sy'n rhan o'r system imiwnedd sy'n ymladd canser, allan o'r corff i'w haddasu'n enetig, gan ddefnyddio'r dechneg CRISPR, ac yna'n eu hail-wampio yn ôl i'r corff fel “cyffur byw”. Gan ddefnyddio CRISPR, gellir tiwnio'r celloedd T yn fân a'u gwneud yn fwy marwol yn eu hymosodiad ar gelloedd canser penodol.

Gall y celloedd T “oddi ar y silff” hyn gael eu cynhyrchu mewn symiau mawr yn gyflym gan ddefnyddio CRISPR, yn hytrach na gorfod aros wythnosau neu fisoedd ynghynt. Ar Ragfyr 12, 2022, cyhoeddodd Dr McGuirk o Brifysgol Kansas, ganlyniadau treial a oedd yn rhyfeddol o dda ac agorodd ddrws newydd i drin canserau: roedd tiwmorau wedi crebachu ar gyfer 67% o 32 o gleifion â chanser lymffoma. Cyflawnodd 40% o gleifion ryddhad llwyr. Mae brwdfrydedd mawr dros botensial y dechneg hon i wella llawer o ganserau eraill.

Mae pedwerydd yn ddatblygiad arloesol mewn ymasiad niwclear sy'n eithaf syfrdanol.

Datblygiad ymasiad niwclear.

Yn y ganrif ddiwethaf, y ganrif fwyaf o ffiseg, un o'r darganfyddiadau oedd ymholltiad niwclear. Pan fydd atom trwm fel plwtoniwm yn torri'n ddarnau, mae swm bach iawn o fàs yn cael ei golli ac yn ailymddangos fel swm enfawr o egni - oherwydd E = mc^2, lle c yw cyflymder golau a nifer fawr iawn.

O dan fygythiad y byddai'r Almaen yn datblygu bom adwaith cadwyn yn seiliedig ar yr adwaith hwn, tywalltodd llywodraeth yr UD swm enfawr o arian i adeiladu bom ymholltiad yn Los Alamos, New Mexico, heb fod ymhell o ble rwy'n byw. Cafodd ei brofi yn anialwch White Sands i'r de o Albuquerque, ac yn y pen draw fe'i defnyddiwyd i ddod â'r rhyfel yn erbyn Japan i ben.

Arweiniodd defnydd masnachol yn gyflym at adweithyddion niwclear maint grid mewn gwahanol wledydd. Roedd rhai yn llwyddiannus – mae Ffrainc yn cael 70% o’i hynni trydanol o 56 adweithydd niwclear tra bod yr Unol Daleithiau yn cael tua 20% o’i hynni o 93 o adweithyddion niwclear.

Ond mae llwyddiant yn anesmwyth pan fydd damweiniau ofnadwy yn digwydd, megis Chernobyl, Rwsia, yn 1986 a Fukushima, Japan, yn 2011, a'r pryder parhaus am waredu gwastraff niwclear yn yr Unol Daleithiau.

Chwaer adwaith niwclear yw pan fydd dau niwclei hydrogen yn cael eu gorfodi i uno i heliwm trwy oresgyn y grymoedd gwrthyriad ac unwaith eto mae llawer iawn o egni yn cael ei ryddhau. Dyma oedd sail profion bom hydrogen yr Unol Daleithiau yn Ne’r Môr Tawel (Bikini Atoll) yn y 1950au cyn y cytundeb gwahardd prawf ym 1963.

Ceisiwyd cymhwyso ymasiad niwclear yn fasnachol dros y degawdau ers hynny. Er enghraifft, mae un ymdrech wedi'i lleoli yn Sandia National Laboratories yn Albuquerque, lle mae plasma â gwefr boeth wedi'i gyfyngu gan feysydd trydanol. Y syniad oedd cyfyngu, cywasgu a chynhesu'r plasma (ynni i mewn) nes i niwclysau hydrogen uno (ynni-allan). Ond roedd ynni i mewn bob amser yn fwy nag ynni-allan.

Roedd cais masnachol arall yn Labordy Lawrence Livermore yn ardal Bae San Francisco yng Nghaliffornia. Yma Defnyddiwyd 192 o laserau i gyfyngu, cywasgu a chynhesu'r plasma trwy ffrwydro pelen $1 miliwn o isotopau hydrogen cymysg. Yr un oedd y canlyniadau bob amser – hyd yn hyn. Wedi'i gyhoeddi yn yr wythnos a ddaeth i ben ar 16 Rhagfyr, 2022, roedd ynni allan (3.1 MegaJoules) yn fwy nag egni i mewn (2.1 MegaJoules) am y tro cyntaf. Mae'n ddatblygiad arloesol gwirioneddol. Y tymheredd a gyflawnwyd oedd 3 miliwn gradd C.

Rhoi hyn mewn persbectif.

Yn gyntaf, mae ynni i mewn yn erbyn ynni-allan yn rhy syml, oherwydd mae angen llawer mwy o egni i bweru'r laserau: 400 MegaJoules. Gweler cyf 1.

Yn ail, roedd y stori lwyddiant yn ymwneud ag un digwyddiad yn unig – un taniad ymasiad. I fod yn agos at ymarferol byddai angen llawer, llawer o ddigwyddiadau ymasiad y funud, a byddai angen laser sydd filoedd o weithiau'n fwy pwerus. Hefyd byddai'n rhaid i'r gost fod filiwn gwaith yn rhatach (Cyf 1). Mewn gair, nid yw'r un llwyddiant hwn, er ei fod yn ysbrydoledig, yn agos o bell at hyd yn oed ddychmygu cymhwysiad ymarferol.

Felly nid yw'n rhad ac nid yw'n ymarferol, ond byddai'n cynhyrchu ynni dwysedd uchel a byddai'n ddi-garbon.

Mae ynni ymholltiad niwclear yn filiwn gwaith yn fwy pwerus nag unrhyw ffynhonnell ynni arall ar y ddaear. Ac mae hyn yn rheswm mawr pam mae buddsoddiadau wedi'u gwneud mewn gwledydd fel Ffrainc a'r UDA i adeiladu dwsinau o orsafoedd ynni niwclear.

Mae ymasiad niwclear yn creu 3-4 gwaith yn fwy o egni nag ymholltiad niwclear. Dyna un rhan o'r freuddwyd. Rhan arall o'r freuddwyd ymasiad yw nad oes unrhyw gynhyrchion gwastraff niwclear i'w gwaredu - cynhyrchion gwastraff a all gymryd cannoedd neu filoedd o flynyddoedd i bydru. Trydedd ran yw nad yw ymasiad yn adwaith cadwynol, felly nid yw'r perygl o adweithiau niwclear a ffrwydradau yn rhedeg i ffwrdd yn bodoli.

Gan fod cynhyrchu trydan yn gyfrifol am tua thraean o allyriadau nwyon tŷ gwydr byd-eang, rhan olaf y freuddwyd yw planhigion ymasiad niwclear sy'n cael eu taenellu ar draws gwlad i ddarparu ynni trydanol di-garbon dwysedd uchel.

Ond cofiwch, dim ond breuddwyd ydyw. Er gwaethaf ei fanteision, ni fydd ymasiad niwclear di-garbon yn rhoi’r diwydiant olew a nwy allan o fusnes erbyn 2050 ac efallai ddim hyd yn oed erbyn 2100.

Siopau tecawê.

Mae dynolryw wedi efelychu ffynhonnell golau a gwres yr haul. Ar tua 15 miliwn gradd C, mae tu mewn nwyol yr haul yn cael ei gywasgu o dan bwysau aruthrol - mae llwy de yn pwyso 750 gm neu 1.65 lb. ) yn gamp drawiadol.

Ond nid yw ymasiad niwclear yn agos o bell at hyd yn oed ddychmygu cymhwysiad masnachol.

Felly pam rydyn ni'n gwario arian mawr yn ymchwilio iddo? Achos dyna beth mae gwledydd datblygedig yn ei wneud. Maen nhw'n adeiladu telesgopau fel y James Webb ac yn eu gosod ar loerennau i astudio'r bydysawd. Maen nhw'n adeiladu rocedi i roi dynion a merched ar y lleuad. Maen nhw'n adeiladu traciau rasio magnetig i gyflymu protonau i gyflymder golau cyn iddyn nhw chwalu a datgelu yn y darnau gronynnau isatomig anodd dod o hyd iddyn nhw fel boson Higgs.

Mae gwleidyddiaeth yn chwarae rhan fawr wrth benderfynu ble mae cefnogaeth y llywodraeth a chyllid ar gyfer gwyddoniaeth yn cael eu dosbarthu. Diolch byth, fel yr adroddwyd uchod, mae llawer o enghreifftiau yn bodoli o wledydd yn defnyddio gwyddoniaeth i ddatrys problemau enbyd sydd o fudd uniongyrchol i ddynolryw.

Cyfeirnod 1: Jerusalem Demsas, Power of the Sun, The Atlantic Daily, Rhagfyr 16, 2022.