Wielki przełom w fuzji jądrowej

Fizycy z Lawrence Livermore's National Ignition Facility (NIF) w USA wykonali właśnie ogromny krok ku czemuś, co śni się ludziom od wielu lat - niewyczerpanemu i taniemu źródłu energii. Po raz pierwszy w historii udało im się uzyskać w procesie kontrolowanej fuzji jądrowej ilość energii przekraczającą tę pochłoniętą przez paliwo.

Synteza jądrowa polega na połączeniu dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe - w tym przypadku z jąder izotopów wodoru powstaje cięższy hel i dodatkowy neutron oraz, oczywiście, energia. Jednak problemem, którego nie udaje się pokonać od lat jest przeprowadzenie takiej reakcji w kontrolowanych warunkach.

Jądra atomowe mają dodatni ładunek elektryczny i wzajemnie się odpychają, a 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 192 potężnych, pochłaniających duże ilości energii laserów (które swoją drogą są najmocniejsze na świecie).

Do tej pory podczas eksperymentów z fuzją jądrową udawało się bić kolejne rekordy w uzyskiwanej w reakcji energii, jednak nie udawało się zrobić tego najważniejszego kroku - czyli uzyskania dodatniego bilansu energetycznego. Teraz także nie dotarliśmy do tego punktu - na razie w reakcji powstała "tylko" (w cudzysłowie, bo to i tak ogromny postęp) większa ilość energii niż została pochłonięta przez paliwo - co oznacza, że po dopracowaniu całego systemu i zminimalizowaniu wszelkich strat powinno udać się stworzyć źródło niewyczerpanej i taniej energii.

Sami naukowcy z NIF opisali swoje dokonanie jako najważniejszy krok ku przemysłowej fuzji jądrowej od wielu lat.

Kolejny wielki przełom może nadejść już w 2019 roku gdy uruchomiony ma zostać na południu Francji reaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) - druga najkosztowniejsza instalacja badawcza świata (po Międzynarodowej Stacji Kosmicznej). W jego budowie udział naukowy jak i finansowy biorą nie tylko państwa Unii Europejskiej lecz także Japonia, USA, Rosja, Chiny, Korea Południowa i Indie - a całkowity koszt jego stworzenia ma zamknąć się w 10 miliardach euro. Powstać ma w nim największy na świecie tokamak (z języka rosyjskiego toroidalnaja lamiera s magnitnymi katuszkami, czyli toroidalna komora z cewką magnetyczną), w którym fuzja ma być podtrzymywana przez około 1000 sekund osiągając moc 500-1000 MW.

Źródło: