Przełom w fuzji jądrowej. Jesteśmy coraz bliżej dodatniego bilansu energetycznego

Amerykańscy fizycy jądrowi przeprowadzili serię eksperymentów, w trakcie których udało się odzyskać ok. 70 procent energii użytej do zainicjowania reakcji syntezy jądrowej. To niezwykle ważne osiągnięcie, które zbliża nas do uruchomienia pierwszego reaktora fuzji jądrowej, oferującego dodatni bilans energetyczny.

Największym problemem technologii fuzyjnych jest fakt, że obecnie uruchomienie reaktora pochłania znacznie więcej energii, niż ją uzyskujemy na drodze reakcji termojądrowych. Ta smutna rzeczywistość powoli jednak zmienia się na lepsze, a to za sprawą zupełnie nowego podejścia do budowy tych urządzeń, które realizuje się w Stanach Zjednoczonych.

W National Ignition Facility (NIF), naukowcy korzystają z potężnych laserów. Za ich pomocą można uwięzić plazmę na zasadzie inercji. 192 lasery są skupione w jednym punkcie. Znajduje się tam złoty cylinder (hohlraum), zawierający małą diamentową otoczkę, która jest wypełniona izotopami wodoru, deuterem i trytem.

Naukowcy tłumaczą, że intensywny impuls laserowy sprawia, że złota otoczka cylindra paruje, przy tym wytwarzając impuls promieniowania rentgenowskiego. On z kolei doprowadza do eksplozji diamentowej otoczki, wywołując implozję zawartego w kapsułce paliwa. Następnie dochodzi do ściskania paliwa do gęstości sto razy większej od ołowiu.

Tak potężne ciśnienie rozgrzewa paliwo do temperatury milionów stopni Celsjusza. Wówczas jądra deuteru i trytu mogą przezwyciężyć wzajemne odpychanie i połączyć się w jądra helu. W ten sposób dochodzi do fuzji jądrowej i wygenerowania jeszcze większej energii. Zaledwie jedna szklanka wody dawać ma jej tyle, ile pół miliona baryłek ropy naftowej.

Reaktory fuzji jądrowej mają pozwolić krajom je posiadającym produkować tanią i w pełni przyjazną środowisku naturalnemu energię na potrzeby rozwoju, która bije na głowę w kwestii efektywności nie tylko paliwa kopalne, ale również technologie pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych.

Obecnie w National Ignition Facility (NIF) udało się oddać strzał wiązką laserową, który wygenerował 1,35 mln dżuli energii. Naukowcy chwalą się, że najnowsze dokonanie daje osiem razy więcej energii, niż kiedykolwiek osiągnięto w tym obiekcie. Co najważniejsze, strzał pochłonął 1,9 mln dżuli, co oznacza, że udało się odzyskać około 70 procent energii impulsu laserowego, który wyzwolił reakcje.

Kolejnym celem jest dalsze udoskonalania systemu, by ten pochłaniał mniej energii i jednocześnie generował jej więcej. Celem jest dodatni bilans energetyczny. Wówczas będziemy mogli już mówić o powstaniu w pełni praktycznego sztucznego słońca, czyli technologii produkcji energii na miarę XXI wieku.

Źródło: GeekWeek.pl/ / Fot. Lawrence Livermore National Laboratory