Alchýmia. Startup Marathon Fusion zameraný na energiu z jadrovej syntézy vyrába zlato z ortuti
SAN FRANCISCO – Startup tvrdí, že upravený proces tavenia sa dá použiť na výrobu zlata z ortuti Startup zameraný na energiu z jadrovej syntézy tvrdí, že našiel spôsob, ako vyriešiť tisícročia starý problém premeny iných kovov na zlato.
Na titulnej fotografii_ Spoločnosť Marathon Fusion získala od americkej vlády granty vo výške takmer 4 milióny dolárov na vybudovanie plazmovej centrifúgy © Marathon Fusion.
Táto myšlienka, známa ako alchýmia, existuje už od starovekého Egypta. Teraz startup Marathon Fusion so sídlom v San Franciscu, ktorý využíva jadrovú fúziu na výrobu energie, tvrdí, že tento proces sa dá použiť na výrobu zlata z ortuti. V článku publikovanom minulý týždeň Marathon naznačuje, že neutróny uvoľnené pri reakciách jadrovej fúzie by sa mohli použiť na výrobu zlata prostredníctvom procesu známeho ako jadrová transmutácia. Článok ešte nebol recenzovaný, ale už získal pozitívnu spätnú väzbu od niektorých odborníkov z tejto oblasti. „Na papieri to vyzerá skvele a všetci, s ktorými som hovoril, boli zaujatí a nadšení,“ povedal pre Financial Times Dr. Ahmed Diallo, plazmový fyzik z Princetonského národného laboratória amerického ministerstva energetiky, ktorý videl výskum. Spoločnosť Marathon založili v roku 2023 generálny riaditeľ Kyle Schiller a technický riaditeľ Adam Rutkowski, obaja 30-roční. Je to inžinierska spoločnosť, ktorej cieľom je vyriešiť niektoré technické problémy spojené s výstavbou elektrární na jadrovú fúziu.
K dnešnému dňu má spoločnosť 12 zamestnancov na plný úväzok. Spoločnosť získala od americkej vlády financovanie vo výške 5,9 milióna dolárov a približne 4 milióny dolárov vo forme grantov. Rutkowski hovorí, že tím spočiatku pracoval na problémoch, ako je zlepšenie účinnosti spaľovacieho systému v jadrovej elektrárni, a začiatkom tohto roka začal uvažovať o možnostiach jadrovej transmutácie. Vedci syntetizovali zlato pomocou urýchľovačov častíc, ale množstvá boli malé a náklady neúnosné. Začiatkom tohto roka fyzici z európskeho CERNu uviedli, že pozorovali atómy olova, ktoré sa premieňajú na zlato počas vysokorýchlostných zrážok s takmer iným výsledkom vo vnútri Veľkého hadrónového urýchľovača. Najbežnejší experimentálny prístup k jadrovej fúzii využíva zariadenie nazývané tokamak, ktoré zahrieva dva izotopy vodíka – zvyčajne deutérium a trícium – na extrémne teploty, aby sa spojili a vytvorili hélium a obrovské množstvo energie vo forme neutrónov.
Čo sú izotopy? Atómy prvku s rôznym počtom neutrónov v jadrách. Napríklad všetky tieto izotopy ortuti majú 80 protónov, ale… ortuť-201 má 121 neutrónov, ortuť-197 má 117 … a ortuť-198 má 118 © FT
Marathon tiež navrhuje pridať izotop ortuti, ortuť-198, do cieľa šľachtenia a použiť vysokoenergetické neutróny na jeho premenu na ortuť-197. Ortuť-197 je nestabilný izotop, ktorý sa rozpadá na zlato-197, jediný stabilný izotop tohto kovu, približne za 64 hodín. Rutkowski a Schiller tvrdia, že to znamená, že budúce fúzne elektrárne využívajúce tento prístup by mohli vyrobiť 5 000 kilogramov zlata ročne na každý vyrobený gigawatt elektriny bez toho, aby sa znížila kapacita systému alebo schopnosť šľachtenia trícia. Odhadujú, že pri súčasných cenách by toto množstvo zlata stálo približne toľko, koľko vyrobená elektrina, čo by potenciálne zdvojnásobilo príjmy elektrárne. „Kľúčovou myšlienkou je, že s touto sadou rýchlych neutrónových reakcií môžete vyrobiť naozaj veľké množstvo zlata a zároveň splniť požiadavky palivového cyklu systému,“ povedal Rutkowski, ktorý predtým pracoval v SpaceX.
Výroba zlata vo fúznych reaktoroch. Jadro trícia (1 protón, 2 neutróny) + Reakcia jadrovej syntézy + Jadro deutéria (1 protón, 1 neutrón) Jadro hélia-4 (2 protóny, 2 neutróny) ++ Fúzny reaktor Obal okolo aktívnej zóny reaktora ++ Kinetická energia +++ Jadro lítia-6 (3 protóny, 3 neutróny) + + + Kinetická energia Reakcia jadrovej syntézy Jadro ortuti-198 (80 protónov, 118 neutrónov) Nízkoenergetické neutróny z ortuti-198 pomáhajú tvoriť trícium v obale. Jadro ortuti-197 (80 protónov, 117 neutrónov) Jadro zlata-197 (79 protónov, 118 neutrónov) Ako proces funguje Vo fúznom reaktore sa dva izotopy vodíka, trícium a deutérium, spájajú a vytvárajú hélium-4… a voľný neutrón s vysokou energiou. Polovica uvoľnených neutrónov reaguje s lítiom-6 v membráne obklopujúcej jadro reaktora… kde sa spomaľujú… premieňajú kinetickú energiu neutrónu na tepelnú energiu na použitie pri výrobe energie. Tepelná energia. Lítium-6 tiež absorbuje neutrón a potom sa štiepi, čím vytvára trícium, zdroj ďalšieho paliva pre reaktor, a ďalšie hélium-4. Zmenou konštrukcie reaktora a nahradením niektorých materiálov ortuťou-198 je však možné spôsobiť, že druhá polovica vysokoenergetických neutrónov narazí na izotop, čím sa uvoľnia ďalšie nízkoenergetické neutróny… a premenia sa na iný izotop, ortuť-197. Ortuť-197 je nestabilný izotop, ktorý do 64 hodín prechádza procesom rozpadu nazývaným elektrónový záchyt. Elektrón vstúpi do jadra a spojí sa s protónom za vzniku neutrónu, čím sa atóm zmení na iný prvok, zlato-197, jediný stabilný izotop zlata. Grafika: Lan Bott. Zdroje: Marathon Fusion; FT research ©FT
Jednou z komplikácií je, že prítomnosť iných foriem ortuti môže spolu so zlatom-197 vytvárať nestabilné izotopy zlata, čo znamená, že tento kov by mohol byť čiastočne rádioaktívny. Rutkowski odhaduje, že by to mohlo znamenať, že zlato by muselo byť skladované 14 až 18 rokov, kým by sa mohlo považovať za úplne bezpečné. Tento proces by sa mohol použiť na výrobu iných drahých kovov, ale spoločnosť Marathon predpovedá, že trh so zlatom je dostatočne veľký na to, aby absorboval produkt fúzie bez toho, aby to malo negatívny vplyv na ceny. V súčasnosti sa ročne vyťaží približne 3 500 ton zlata. „Zlato je v tej ideálnej polohe,“ povedal Dan Brunner, bývalý technický riaditeľ spoločnosti Commonwealth Fusion Systems, ktorú podporoval Bill Gates, a teraz vedecký poradca spoločnosti Marathon. „Z čisto vedeckého hľadiska to všetko vyzerá tak, že do seba zapadá. Myslím si, že výzvou je preniesť to do praktického systému.“ Fyzici prvýkrát úspešne dosiahli jadrovú fúziu v 30. rokoch 20. storočia, ale nikto nikdy nevyprodukoval z experimentu s fúziou viac energie, ako bolo vložené do procesu. Niektorí vedci tvrdia, že elektrárne na jadrovú fúziu sú vzdialené desaťročia, ale nárast súkromných investícií v posledných rokoch vzbudil optimizmus. Napríklad Commonwealth plánuje spustiť demonštračný závod v roku 2027 a napájať Google začiatkom 30. rokov 21. storočia. Podľa najnovšieho prieskumu odvetvia zverejneného v utorok získali firmy zaoberajúce sa fúziami a akvizíciami v období do júla 2,6 miliardy dolárov. Celková investícia do 53 spoločností na celom svete predstavovala 9,8 miliardy dolárov. Malcolm Handley, zakladateľ rizikovej kapitálovej spoločnosti Strong Atomics a prvý investor spoločnosti Marathon, uviedol, že potenciál príjmov z výroby energie z jadrovej syntézy umožní spoločnosti Marathon a ďalším spoločnostiam získať viac peňazí na urýchlenie ich prevádzky. Povedal, že spoločnosti zaoberajúce sa fúziami a akvizíciami „sa ujali mnohých zložitých problémov“. „Peniaze, ktoré prinášajú, pomôžu tieto problémy uľahčiť.“
(Pripravené na základe materiálov denníka Financial Times)
