Home » D:News » „Am ajuns mai aproape decât oricine până acum”: fizicienii au făcut un uriaş pas înainte în fuziunea nucleară

„Am ajuns mai aproape decât oricine până acum”: fizicienii au făcut un uriaş pas înainte în fuziunea nucleară

„Am ajuns mai aproape decât oricine până acum”: fizicienii au făcut un uriaş pas înainte în fuziunea nucleară
Publicat: 13.02.2014
Pentru prima dată, cercetătorii au izbutit să obţină, într-un experiment de fuziune nucleară, o cantitate de energie mai mare decât cea introdusă în sistem – un progres care ne aduce cu un pas mai aproape de utilizarea acestei metode pentru producerea de energie, în viitor.

„Suntem mai aproape decât a ajuns oricine până acum”, a declarat, într-o conferinţe de presă, Omar Hurricane, fizicianul care a condus experimentele desfăşurate la Nuclear Ignition Facility (NIF), din cadrul Lawrence Livermore Laboratory, SUA. Rezultatele experimentelor au fost publicate în jurnalul Nature.

Experimentele au evidenţiat, de asemenea, începutul unui proces care ar putea duce la reacţia de „aprindere”, sau ingniţie, un punct decisiv în relizarea eficientă a fuziunii. Igniţia reprezintă punctul începând de la care reacţia de fuziune începe să se autoîntreţină; până atunci, este nevoie de introducerea de energie din exterior pentru a întreţine reacţia.

Totuşi, suntem încă departe de posibilitatea de a produce în mod eficient energie prin fuziune nucleară. 

Actuala metodă de obţinere a energiei nucleare se bazează pe procesul de fisiune – „spargerea” unor nuclee atomice, proces în care se eliberează energie.

Fuziunea ar reprezenta un proces invers – contopirea unor nuclee -, proces însoţit, de asemenea, de eliberarea de energie.

Dar, în vreme ce fisiunea nucleară, pe care se bazează atât producerea de energie în centralale atomice, cât şi fabricarea armelor nucleare, este un proces bine cunoscut,  fuziunea nucleară este un fenomen pe care oamenii nu au reuşit să îl stăpânească şi să îl facă eficient. Fuziunea nucleară se întâlneşte peste tot în Univers, la o scară colosală, având loc în stele (inclusiv în Soarele nostru), dar nu a putut fi reprodus în mod simplu şi eficient în laborator, în ciuda numeroaselor încercări. În centrul Soarelui, unde atomii de hidrogen se ciocnesc şi se contopesc, doi câte doi, dând naştere heliului, procesul are loc la temperaturi enorme, de 100 milioane de grade Celsius, iar densitatea atomilor este şi ea uriaşă – condiţii greu de imitat pe Pământ şi care necesită cantităţi imense de energie pentru a fi obţinute.

Fizicienii speră totuşi ca, într-o zi, fuziunea nucleară să înlocuiască fisiunea, fiind un proces mai „curat” de obţinere a energie, lipsit de riscurile asociate cu energia nucleară obţinută prin fisiune.

Realizarea fuziunii nucleare pe Pământ necesită introducerea în reactor a unei mari cantităţi de energie, care să învingă forţele de respingere ce împiedică în mod obişnuit nucleele atomilor să se contopească. 

Pentru a fi eficientă ca metodă de obţinere a energiei, reacţia de fuziune trebuie să se autoîntreţină şi trebuie să genereze mai multă energie decât a fost necesară pentru iniţierea ei.

Rezultatele obţinute de cercetă0torii de la Nuclear Ignition Facility (NIF) ne apropie de acest moment.

În setul de experimente realizate de ei, fizicienii au bombardat cu 192 de fascicule laser un recipient special din aur, numit hohlraum (foto); în interiorul său se afla o peliculă foarte subţire de „combustibil”, compus din deuteriu şi tritiu, izotopi grei ai hidrogenului, având mai mulţi neutroni decât forma comună a hidrogenului.

Când fasciculul laser atinge hohlraum-ul, aurul emite raze X care vaporizează metalul şi comprimă stratul de combustibil, cu o presiune de 35 ori mai mare decât cea iniţială, iar astfel combustibilul atinge o densitate de 2-3 ori mai mare decât cea din centrul Soarelui. 

„E ca şi cum ai porni de la o minge de baschet şi ai comprima-o până ar ajunge de mărimea unui bob de mazăre”, a spus Debbie Callahan, cercetător al NIF şi unul dintre autorii studiului.

Printr-o comprimare atât de puternică, este învinsă forţa de respingere dintre atomii de hidrogen şi este iniţiată o reacţie de fuziune între aceştia. Această reacţie, la rândul ei, dă naştere unor particule radioactive alfa (nuclee de heliu) care încălzesc combustibilul şi declanşează mai multe reacţii de fuziune – un proces numit „bootstrapping”, ce reprezintă primul pas către igniţie.

În experimentele realizate la NIF, cercetătorii au reuşit să depăşească unul dintre obstacolele principale ale tehnologiei fuziunii: cantitatea de energie produsă de combustibilul de fuziune a fost mai mare decât cantitatea de energie furnizată de lasere pentru iniţierea reacţiei.

Totuşi, asta nu înseamnă că procesul este eficient economic, pentru că, dacă se ia în calcul balanţa energetică totală a procesului, acesta  tot consumă de cca. 100 de ori mai mult decât produce (e nevoie de multă energie pentru generarea fasciculelor laser, de exemplu).

Rămâne, totuşi, un progres foarte promiţător, care ne apropie de ziua în care vom putea folosi fuziunea nucleară pentru producerea energiei.

Sursa: Live Science / Credit foto: dr. Eddie Dewald

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Cum vor autoritățile din Milano să protejeze liniștea locuitorilor?
Cum vor autoritățile din Milano să protejeze liniștea locuitorilor?
A fost găsit craterul din care s-a desprins „a doua Lună” a Pământului
A fost găsit craterul din care s-a desprins „a doua Lună” a Pământului
Cercetătorii au identificat regiunea din creier implicată în controlul atenției
Cercetătorii au identificat regiunea din creier implicată în controlul atenției
În 1816, Pământul nu a avut vară. Ce s-a întâmplat?
În 1816, Pământul nu a avut vară. Ce s-a întâmplat?
Ce rol au dat comuniștii Cetățuii Brașovului după Al Doilea Război Mondial?
Ce rol au dat comuniștii Cetățuii Brașovului după Al Doilea Război Mondial?
Șeful celei mai mari organizații pentru căutarea vieții extraterestre spune că „este viață dincolo de Pământ” dar SUA nu au și nici nu au avut vreodată dovezi
Șeful celei mai mari organizații pentru căutarea vieții extraterestre spune că „este viață dincolo de Pământ” ...
Scriitoarea Ana Blandiana, invitată la podcastul „Altceva cu Adrian Artene”, a povestit despre „cea mai grea” perioadă din viața sa
Scriitoarea Ana Blandiana, invitată la podcastul „Altceva cu Adrian Artene”, a povestit despre „cea mai grea” perioadă ...
Un studiu arată că oamenii inteligenți au tendința să fie de stânga
Un studiu arată că oamenii inteligenți au tendința să fie de stânga
Clipitul nu doar umezește ochii, dar și crește puterea semnalului vizual, arată un nou studiu
Clipitul nu doar umezește ochii, dar și crește puterea semnalului vizual, arată un nou studiu
Test de cultură generală. Câte ore are o săptămână?
Test de cultură generală. Câte ore are o săptămână?
Cum ajung microplasticele din intestin spre alte organe?
Cum ajung microplasticele din intestin spre alte organe?
Un polonez a intrat în Cartea Recordurilor după ce a stat scufundat în gheață peste 4 ore
Un polonez a intrat în Cartea Recordurilor după ce a stat scufundat în gheață peste 4 ore
Care este al doilea cel mai plăcut oraș din Europa?
Care este al doilea cel mai plăcut oraș din Europa?
Microsoft a dezvăluit Inteligența Artificială care transformă pozele și vocea în filmări realiste
Microsoft a dezvăluit Inteligența Artificială care transformă pozele și vocea în filmări realiste
Astăzi se împlinesc 120 ani de la naşterea omului care a dat lumii bomba atomică. Cinci inventatori care au ajuns să-şi regrete creaţiile
Astăzi se împlinesc 120 ani de la naşterea omului care a dat lumii bomba atomică. Cinci inventatori care au ajuns să-şi ...
Un avion plin cu turiști britanici a rămas fără alcool într-un timp record
Un avion plin cu turiști britanici a rămas fără alcool într-un timp record
Cât de repede ar putea primi Ucraina arme de la SUA?
Cât de repede ar putea primi Ucraina arme de la SUA?
Medicii au dezvăluit cazul unui bărbat care a avut COVID-19 timp de 613 zile
Medicii au dezvăluit cazul unui bărbat care a avut COVID-19 timp de 613 zile