Лаборатория в САЩ постигна отново самоподдържащ се термоядрен синтез (видео)

Ваня Милева Последна промяна на 07 август 2023 в 13:01 11230 0

Това оцветено изображение на имплозия на деутерий-тритий (DT). Този кадър бе първата наслоена термоядрена имплозия на програмата Inertial Confinement Fusion, използваща стратегията Big Foot в подмащабен диамантен аблатор. Този дизайн използва съкратен имп

Кредит Don Jedlovec/US National Ignition Facility
Това оцветено изображение на имплозия на деутерий-тритий (DT). Този кадър бе първата наслоена термоядрена имплозия на програмата Inertial Confinement Fusion, използваща стратегията Big Foot в подмащабен диамантен аблатор. Този дизайн използва съкратен импулс от три удара и по-тънък слой DT лед, който поставя горивото и диамантения аблатор на по-висок адиабат (енергия на вътрешната капсула) в сравнение с предишните дизайни.

За втори път след забележителното събитие в областта на термоядрения синтез през 2022 г. американската Национална инсталация за запалване (NIF) изстиска достатъчно енергия от диамантена капсула, пълна с водород, за да поддържа реакцията на термоядрен синтез.

Въпреки че все още е далеч от създаването на надежден, самоподдържащ се източник на енергия за нуждите на обществото, повторното постижение със сигурност ще даде важна информация за това как да се подобри технологията.

Програмата за експериментален термоядрен синтез на NIF, намираща се в Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" близо до Сан Франциско, използва някои от най-мощните лазери в света, за да накара водородните атоми да се трансформират в нови конфигурации, оставяйки свободна енергия.

Получаването на излишък в енергия отдавна е цел на различните новатори на технологията за термоядрен синтез. За да може синтезът да се осъществи в затворените в магнитни граници водовъртежи от плазма, вихърът от малки заредени частици трябва да е по-горещ от ядрото на Слънцето, преди да може да се възвърне допълнителна енергия.

В NIF малка камера, не по-голяма от нокът, пълна с водородни изотопи, поглъща лъчите, изстреляни от 192 мощни лазера, за да създаде същите условия. Едва тогава ядрените частици, съставляващи изотопите, могат да се пренаредят, за да образуват хелий (като отделя при това малко остатъчна енергия).

Изследователската общност за термоядрен синтез използва техническата дефиниция "запалване" (ignition), която означава "възвръщаемост, по-голяма от единица" в преглед на NIF от 1997 г., тоест добив на енергия от термоядрен синтез, по-голям от доставената лазерна енергия.

Първият етап на запалване настъпва, когато освободената енергия е достатъчна, за да поддържа процеса на синтез.

След като през декември миналата година бяха постигнати подходящите условия, NIF подхрани двигателите си за термоядрен синтез в последващи експерименти, за да провери дали не могат да подобрят мощността си още повече.

"В експеримент, проведен на 30 юли, повторихме запалването в NIF", съобщи съоръжението в неотдавнашна статия във Financial Times.

"Както е стандартната ни практика, планираме да докладваме тези резултати на предстоящи научни конференции и в рецензирани публикации."

Първоначалните резултати сочат, че общата мощност е била 3,5 мегаджаула - с малко повече от 3,15 мегаджаула, освободени при запалването през декември. При малко над 2 мегаджаула енергия, доставена от лазерите, енергийната "печалба" изглежда впечатляваща. Но е толкова, колкото да кипнете няколко литра вода.

Предусилватели, които усилват лазерните лъчи в National Ignition Facility. Кредит: LLNL/Damien Jemison

Една напълно функционална инсталация за термоядрен синтез, базирана на технологията на NIF, би изисквала лазери с до 100 пъти по-голяма мощност, пулсиращи няколко пъти в секунда.

Мащабирането на технологията за осветяване на магистрали, подгряване на душове и пускане на климатици за хиляди домакинства ще изисква още много подобни запалвания, всяко от които ще разкрива нови начини за повишаване на ефективността и управляемостта на процеса.

Ако бъде постигната, термоядрената енергия, базирана на лесно добиваеми водородни изотопи, теоретично ще отключи практически неограничени количества енергия, неограничени от проблема с радиоактивните отпадъци при деленето и от парниковите газове при изгарянето на въглерод. 

Това би могло да помогне за справяне с изменението на климата, да ускори пътуването до Марс и да отхвърли енергийната хватка на Владимир Путин.

Накратко, ядреният синтез ще промени света.

Всяка крачка по-близо до тази реалност заслужава да се отбележи.

Термоядреният синтез

На ядрения синтез се гледа като на потенциално неограничен източник на чиста енергия, създаван от същите процеси в ядрото на Слънцето. При използване на интензивна топлина, магнитни полета и налягане ядрата на по-леките елементи се сливат, за да се създадат по-тежки елементи, като при това се освобождава енергия. Като задържат този подобен на звездния процес в специално проектирани реактори, инженерите могат да слеят водородни атоми, за да произведат хелий, използвайки произведената чиста енергия и потенциално намалят зависимостта от изкопаеми горива. За да се осъществи реакцията, свръхнагрятият газ - в състояние на плазма - се подлага на налягане, което по същество притиска атомите един към друг и ги принуждава да реагират.

Източник: US Lab Achieves Fusion Ignition in Repeat of Breakthrough Experiment, ScienceAlert

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Физика

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !