Atomy i cząstki elementarne

Lasery NIF z najwyższą wydajnością syntezy termojądrowej

Narodowe Labo­ra­to­rium Law­ren­ce’a w kali­for­nij­skim Liver­more pochwa­liło się posta­wie­niem zna­czą­cego kroku w kierunku uzy­ska­nia dodat­niego bilansu w reakcji ter­mo­ją­dro­wej. W wyko­na­nym eks­pe­ry­men­cie zdołano wyge­ne­ro­wać 1,3 mega­dżula energii.

Wynik osią­gnięto w kom­plek­sie NIF (ang. National Ignition Facility), przy wyko­rzy­sta­niu serii krótkich i ultra­in­ten­syw­nych wiązek lase­ro­wych. Błyski trwały zaledwie 100 bilio­no­wych części sekundy i gene­ro­wały punktowo 10 biliar­dów (1016) watów mocy. Lasery były wyce­lo­wane w kapsułkę o średnicy włosa, zawie­ra­jącą paliwo w postaci izotopów wodoru.

Ogółem badacze wyko­rzy­stali w ramach eks­pe­ry­mentu 1,9 mega­dżula (MJ), podczas gdy fuzja jąder atomów wyge­ne­ro­wała 1,3 MJ. Oznacza to, że w NIF wypro­du­ko­wano o około 30% mniej energii niż włożono. Bilans jest zatem wciąż ujemny, jednakże to i tak naj­bar­dziej obie­cu­jący z uzy­ska­nych dotych­czas rezul­ta­tów. Jeszcze niedawno podobne doświad­cze­nia z laserami przy­no­siły energię liczoną w zaledwie setkach kilo­dżuli. Sami naukowcy chwalą się 25-krotną poprawą wydaj­no­ści względem roku 2018 i 8‑krotną w porów­na­niu do prób z początku tego roku.

Dyrektor placówki Kim Budil mówi wręcz o “histo­rycz­nym kroku naprzód w bada­niach nad syntezą ter­mo­ją­drową”. Z kolei kie­row­nik zespołu Mark Herrmann nieco studzi emocje: “Uzy­ska­nie fuzji w labo­ra­to­rium jest naprawdę trudne, ale uzy­ska­nie eko­no­micz­nie opła­cal­nej mocy z syntezy ter­mo­ją­dro­wej będzie jeszcze trudniejsze”.

W istocie, nawet jeśli uczeni prze­kro­czą w podobnym doświad­cze­niu upra­gniony próg dodat­niego bilansu ener­ge­tycz­nego – tj. wyge­ne­rują więcej energii niż włożyli – będziemy wciąż bardzo daleko od wyko­rzy­sta­nia syntezy na skalę prze­my­słową. Lasery nie są opty­mal­nym roz­wią­za­niem i koniec końców potrze­bu­jemy funk­cjo­nal­nego tokamaka. Takim może się okazać wzno­szony pod Marsylią eks­pe­ry­men­talny reaktor ITER.

Dowiedz się więcej u źródła:
National Ignition Facility experiment puts researchers at threshold of fusion ignition, [online: llnl.gov/news/national-ignition-facility-experiment-puts-researchers-threshold-fusion-ignition].
Total
0
Shares