NIF - urządzenie gdzie miała miejsce fuzja (Źródło:Lawrence Livermore National Laboratory)
NIF - urządzenie gdzie miała miejsce fuzja (Źródło:Lawrence Livermore National Laboratory)

Amerykański kamień milowy w zielonej energetyce – fuzja stabilna i samopodtrzymująca się osiągnięta

W sieci pojawiła się publikacja naukowców z laboratorium Los Alamos i Lawrence Livermowe w Kalifornii. Zespołowi udało się rozgrzać plazmę i osiągnąć stan, w którym fuzja jądrowa sama się podtrzymywała. Eksperyment wykorzystał potężny National Ignition Facility.

Kolejne osiągnięcie na drodze do skutecznej fuzji

W opublikowanej końcem zeszłego miesiąca publikacji, naukowcy z laboratorium Los Alamos i Lawrence Livermowe w Kalifornii, pod przewodnictwem Hermanna Geppert-Kleinrath chwalą się, że udało im się osiągnąć syntezę jądrową.

Eksperymenty, których wynikiem miała być stabilna fuzja, odbyły przy wykorzystaniu National Ignition Facility w Kalifornii – potężnego urządzenia, zdolnego do wywołania kontrolowanej syntezy termojądrowej przy pomocy impulsu laserowego. To największe na świecie urządzenie do wytwarzania impulsów o takim poziomie energii.

W kondensatorach o pojemności 422 MJ gromadzona jest energia, która za pomocą lamp błyskowych przekazywana jest do wzmacniaczy wiązek laserowych. Cała ta energia skupiana jest w jeden impuls laserowy o mocy 500 terawatów, która przez kilka pikosekund skupiana się na kulce zamrożonego paliwa o średnicy 2 milimetry.

Pigułka składa się z mieszaniny deuterowo-trytowej oraz mieszanki gazów. Laser powoduje podgrzanie małej pigułki do miliardów stopni (kilka razy gorętszej od słońca) i kompresję do milionów kilogramów na metr sześcienny. Tym samym zachodzi fuzja termojądrowa.

Wewnątrz specjalnie skonstruowanej kapsuły, z portami na wiązki laserowe i urządzenia diagnostyczne, zaszła fuzja uwalniająca neutrony i cząsteczki alfa. Te ostatnie zwracają energię reakcji, i w ten sposób fuzja zostaje podtrzymana. Są więc kluczem na drodze stworzenia długotrwałej, samopodtrzymującej się reakcji termojądrowej.

National-Ignition-Facility-schemat(Źródło: Wikipedia)
National-Ignition-Facility-schemat(Źródło: Wikipedia)

Wyścig o skuteczną, podtrzymaną reakcje

W warunkach tak ogromnych temperatur i krótkiego czasu reakcji (Synteza trwa tyle, ile promieniowi światła zajmuje przebycie 4 centymetrów) bardzo trudne jest pozyskanie pomocnych pomiarów. Specjalny zespół analityczny wykorzystał do tego odczyty promieniowania gamma i obrazowania neutronowego, dokładnych co do pikosekundy (1 bilionowej sekundy) i mikrona (1 milionowej metra), z odległości 30 metrów od centrum reakcji.

Nie tylko amerykanie świętują sukcesy na polu wizji jądrowej. Fuzja termojądrowa w chińskim eksperymentalnym reaktorze syntezy jądrowej utrzymana została przez kilkanaście minut.