Rekordowa fuzja laserowa

Fizycy z Lawrence Livermore's National Ignition Facility (NIF) skierowali ostatnio 192 potężne lasery w małą kapsułkę wypełnioną schłodzonymi izotopami wodoru - deuterem i trytem. W ciągu kilku nanosekund kapsuła implodowała emitując neutrony o energii około 8 tysięcy dżuli - trzykrotnie więcej niż wynosił poprzedni rekord tego typu reakcji.

Eksperyment ten miał na celu dalsze sprawdzenie czy uda się w odpalanej z pomocą laserów kontrolowanej syntezie termojądrowej uzyskać więcej energii niż było konieczne do rozpoczęcia reakcji.

Synteza jądrowa polega na połączeniu dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe - w tym przypadku z jąder izotopów wodoru powstać ma cięższy hel i dodatkowy neutron oraz, oczywiście, energia. Problemem jest przeprowadzenie takiej reakcji w kontrolowanych warunkach.

Jądra atomowe mają dodatni ładunek elektryczny i wzajemnie się odpychają. Aby doszło do ich połączenia naukowcy muszą przezwyciężyć odpychanie elektrostatyczne i zbliżyć je do siebie na tyle, aby znalazły się one w zasięgu swoich oddziaływań silnych. Badacze z NIF dokonują tego stosując metodę zwaną inercyjnym uwięzieniem plazmy, która polega z grubsza na tym, że stosuje się w niej bardzo niewielkie ilości paliwa (większe doprowadziłyby po prostu do eksplozji atomowej) - jednak reakcja musi być tam wywoływana (poprzez podgrzanie i silne skompresowanie paliwa) kilka razy na sekundę, a za każdym razem konieczne jest użycie do tego potężnych, pochłaniających duże ilości energii laserów.

Teoretycznie powinno być możliwe uzyskanie w tym procesie dodatniego bilansu energetycznego, jednak póki co nie udało się tego dokonać, a jest to swego rodzaju Świętym Graalem dla fizyków - mówimy tu bowiem o bezpiecznym i praktycznie nieskończonym źródle energii.

Największym problemem stojącym od kilkunastu lat na drodze rozwoju technologii atomowych jest moratorium na próby jądrowe przez co naukowcy nie mogą prowadzić wymaganych eksperymentów. Badacze twierdzą, że w ostatnim eksperymencie w NIF byli oni w stanie po raz pierwszy zaobserwować takie warunki od czasów prowadzenia ostatnich podziemnych prób jądrowych. Wyniki eksperymentu zostały bardzo dokładnie zarejestrowane przez komputery dostarczając naukowcom danych do prowadzenia dokładnych symulacji, które finalnie mają doprowadzić do opracowania komercyjnej technologii kontrolowanej fuzji.

Źródło: