Noi cercetări ne-au adus aproape de aprinderea prin fuziune

Aprinderea prin fuziune se poate produce în condiții de presiune de peste 100 de miliarde de atmosfere terestre.

Specialiștii în domeniu au aprofundat decenii în cercetarea fuziunii în izolare inerțială, iar oamenii de știință au obținut pentru prima dată un randament record de peste 1,3 megajouli (MJ) cu reacții de fuziune în laborator, potrivit unui comunicat de presă recent.

• Cum supraviețuiesc sportivii de performanță sub presiunea extremă?
• Când știința modernă confirmă înțelepciunea antică: ce ne învață filozofii despre echilibrul psihic

Iar progresele aduse mai multor tehnologii inerente atingerii pragului de fuziune au dus la crearea de noi tehnici pentru a evalua mai bine apropierea de niveluri tot mai mari de generare de energie, de peste „o unitate”, scrie Interesting Engineering.

A fost parcursă o treime din distanța până la pragul fuziunii. Experimentul a avut loc pe 8 august 2021 la Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) National Ignition Facility (NIF), din SUA, iar rezultatele au scos la iveală o îmbunătățire de 8 ori mai mare față de experimentele anterioare din primăvara acestui an, pe lângă cea de 25 de ori mai mare față de randamentul record al NIF în 2018.

Experimentele NIF funcționează prin ghidarea subtilă, amplificarea, reflectarea și focalizarea a 192 de fascicule laser puternice într-o țintă minusculă care nu este mai mare decât o gumă de creion. Și se întâmplă în doar câteva miliarde de secundă, potrivit comunicatului de presă.

Condițiile pe care le creează NIF depășesc temperaturi de milioane de grade și atmosfere

NIF creează temperaturi de peste 180 de milioane de grade Fahrenheit, cu presiuni care depășesc 100 de miliarde de atmosfere terestre. Asta înseamnă foarte mult. Și aceste condiții extrem de calde și grele forțează atomii de hidrogen din țintă să fuzioneze, eliberând cantități uriașe de energie într-o reacție controlată numită fuziune termonucleară.

Realizarea unor astfel de randamente mari de putere a rămas un obiectiv pe termen lung pentru cercetarea fuziunii prin izolare inerțială, iar cele mai recente rezultate de laborator demonstrează că am ajuns la aprinderea prin fuziune.

De-a lungul eforturilor de a avansa în cercetarea fuziunii, oamenii de știință au folosit mai multe definiții pentru aprindere, dar, de la o analiză a NIF din 1997, s-a decis că cea mai bună definiție ar trebui să fie „câștig mai mare decât o unitate”.

Aceasta înseamnă că nu se poate spune cu adevărat că fuziunea este operațională până când nu poate produce mai multă energie de ieșire decât este introdusă într-un dispozitiv. Iar cel mai recent experiment a dus la un randament de fuziune de aproximativ două treimi din energia de intrare a laserului, apropiindu-se mai mult decât oricând de pragul „mai mare decât unitatea”.

Noi repere pentru a ne apropia de aprinderea prin fuziune

În mod notabil, acest ultim experiment a avansat și câteva caracteristici ale tehnologiei cheie implementate în anii care au trecut după debutul echipei NIF, inclusiv îmbunătățiri ale fabricării țintei în carcasa capsulei, tubul de umplere și hohlraum (care este un cilindru de aur care găzduiește capsula țintă), noi capabilități de diagnosticare, precizie îmbunătățită cu lasere și modificări substanțiale în designul echipamentului pentru a amplifica energia cuplată atât cu implozia de fuziune, cât și cu impresia ulterioară a imploziei.

Luate împreună, aceste noi progrese deschid noi posibilități experimentale. Și cu mai multe repere, s-ar putea măsura mai precis apropierea de aprinderea finală a primului reactor de fuziune „mai mare decât unitatea” din lume, care ar putea transforma fundamental infrastructura energetică a întregii lumi.

În loc să se extragă cărbune, combustibili fosili sau litiu pentru energie convențională sau producție „în totalitate electrică”, ar exista o sursă de energie complet curată, complet regenerabilă și uluitor de puternică, cu un potențial aproape nelimitat de a îmbunătăți accesibilitatea la condiții de viață moderne.

Desigur, accesul și aplicarea energiei de fuziune, odată realizate, ar putea fi împiedicate de procesele birocratice sau de interesele companiilor și guvernelor cu interes în menținerea resurselor limitate și disponibile. Timpul va spune dacă viitorul energiei va ajuta la îmbunătățirea condiției umane pentru toți sau doar pentru puțini.

Vă mai recomandăm să citiți și:

PREMIUL NOBEL pentru FIZICĂ 2021, acordat lui Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann și Giorgio Parisi „pentru contribuții fără precedent la înțelegerea sistemelor fizice complexe”

Plante reîncărcabile care „strălucesc în întuneric”, tehnologia care ar putea revoluționa traiul modern

O folie extrem de subțire ar putea să transforme ochelarii obișnuiți în ochelari cu vedere nocturnă

O descoperire despre muoni ar putea fi cea mai mare din ultimii 50 de ani