Naukowcy z National Ignition Facility udostępnili szczegóły odnośnie przełomowego eksperymentu z 2022 r., w którym w fuzji jądrowej uzyskali nadwyżkę energetyczną. Badacze m.in. udoskonalili kapsułkę z paliwem, zwiększyli jej masę i wzmocnili lasery.
W grudniu 2022 r. działające w Kalifornii National Ignition Facility (NIF) ogłosiło przełom w pracach nad fuzją jądrową – po raz pierwszy w reakcji prowadzonej w tym ośrodku udało się uzyskać więcej energii, niż włożono.
Trzeba podkreślić, że uzyskana nadwyżka uwzględnia energię, jaka dotarła do cylindra, a nie energię niezbędną do zasilania laserów, które zużywają jej setki megadżuli.
Pracujące w NIF urządzenie inicjuje fuzję, oddziałując 192 potężnymi laserami na złoty cylinder, zawierający 2-mm kulkę z 220 mikrogramami paliwa deuterowo-trytowego.
Pod wpływem działania laserów, w cylindrze powstaje silne promieniowanie rentgenowskie, które podgrzewa paliwo i powoduje jego implozję. Temperatura przekracza wtedy 150 mln stopni, a ciśnienie osiąga 600 mld atmosfer.
System nie ma generować użytecznej energii, ale służy do podstawowych eksperymentów sprawdzających potencjalne możliwości wykorzystania fuzji jądrowej. Kluczem do sukcesu jest m.in. maksymalnie jednorodna i symetryczna budowa cylindra i kapsułki - niewielkie nawet odkształcenia w tym zakresie zmniejszają wydajność reakcji.
Mimo że przez ostatnie lata naukowcy z NIF szczególnie intensywnie pracowali nad udoskonaleniem wspomnianych elementów, nadal nie udało się wyeliminować wielu zaburzeń. Jednak - dzięki licznym usprawnieniom - w grudniu 2022 r. ośrodek ogłosił wspomniany sukces.
Teraz naukowcy opublikowali szereg prac, w których wyjaśniają jego podstawy. Udało im się po pierwsze uczynić implozję paliwa bardziej symetryczną, co wyraźnie zwiększyło wydajność reakcji. Kolejnym warunkiem powodzenia było zmniejszenie zanieczyszczenia paliwa węglem, który w niewielkich ilościach przenika ze ścianek kapsułki. O 7 proc. zwiększono przy tym całkowitą masę kapsułki. To wbrew pozorom skomplikowana operacja, ponieważ wiąże się z dużym ryzykiem zwiększenia wspomnianych szkodliwych nieregularności. Wpływ tych zaburzeń udało się jednocześnie zredukować dzięki dodatkowemu wzmocnieniu siły laserów.
„Ten ekscytujący postęp oznacza duży krok w kierunku stabilnego, niskoemisyjnego źródła energii” - napisał na łamach „Physics Magazine” (https://physics.aps.org/articles/v17/14) komentujący dokonanie, prof. Shinsuke Fujioka z Instytutu Inżynierii Laserowej w Osace.
Marek Matacz
mat/ bar/
Fot. Depositphotos
Energetyka, OZE
Gospodarka odpadami, Recykling
Ekologia, Ochrona środowiska
E-transport, E-logistyka, E-mobilność
EkoDom, EkoBudownictwo
EkoRolnictwo, BioŻywność
Prawo, Administracja, Konsulting
Rząd zaakceptował rewizję KPO w sprawie dodatkowego terminalu technicznego offshore w Darłowie
Prezes PSE: Polska energetyka potrzebuje lepszej koordynacji działań
W 2023 r. w małych instalacjach OZE wyprodukowano 4 TWh energii
Urząd Regulacji Energetyki zatwierdził projekt zwiększenia możliwości przesyłu gazu w kierunku Ukrainy
Westinghouse osiąga ważny kamień milowy, rozpoczynając eksploatację komercyjną bloku nr 4 w elektrowni Vogtle
Od 1 maja zakaz użytkowania tzw. kopciuchów w Małopolsce
Ropa brent | 83,76 $ | baryłka | 1,33% | 11:11 |
Cyna | 23110,00 $ | tona | 0,64% | 29 lis |
Cynk | 2507,00 $ | tona | -0,87% | 29 lis |
Aluminium | 2177,00 $ | tona | 0,60% | 29 lis |
Pallad | 1021,53 $ | uncja | -1,54% | 11:10 |
Platyna | 936,30 $ | uncja | -0,31% | 11:11 |
Srebro | 25,06 $ | uncja | 0,08% | 11:11 |
Złoto | 2038,40 $ | uncja | -0,33% | 11:11 |