Fuusiokoe maailman suurimmassa laserlaitoksessa on vapauttanut 1,3 miljoonaa joulea energiaa, mikä on lähempänä sytytyksenä tunnettua kannattavuuspistettä. Juuri tällä hetkellä lämpöydinfuusio alkaa vapauttaa enemmän energiaa kuin sen räjäyttämiseen tarvitaan.
Kokeen ydin oli, että National Ignition Laboratoryn (NIF) tutkijat käyttivät laseria tunkeutumaan pieneen kapseliin, jossa he aloittivat lämpöydinreaktiot, jotka tuottivat yli 10 kvadriljoona wattia energiaa 100 biljoonaosassa sekunnissa. Kokeessa vapautui noin 70 % fuusioreaktioiden laukaisemiseen käytetyn laservalon energiasta, mikä toi laitoksen paljon lähemmäksi syttymistä kuin koskaan ennen.
Tiedemiehet onnistuivat saavuttamaan tämän kynnyksen sillä, että kapseli imee vain osan kaikesta siihen kohdistuneesta laserenergiasta, ja reaktiot tuottavat itse asiassa enemmän energiaa kuin mitä suoraan niiden sytyttämiseen kuluu.
Ydinfuusio on sama prosessi, joka "käynnistää" Auringon. Tiedemiehille se on ennen kaikkea houkutteleva energialähde, koska se ei johda ilmaston lämpenemistä aiheuttavien kasvihuonekaasujen tai vaarallisen, pitkäikäisen radioaktiivisen jätteen muodostumiseen. Ydinfuusiossa vetyytimet sulautuvat yhteen muodostaen heliumia vapauttaen prosessissa energiaa. Fuusio vaatii kuitenkin äärimmäisiä lämpötiloja ja paineita, mikä tekee ohjauksesta ja hallinnasta vaikeaa.
NIF:n lämpöydinkokeissa 192 lasersädettä konvergoi pieneen sylinteriin, joka sisältää herneenkokoisen polttoainekapselin. Kun tämä voimakas laserpulssi osuu sylinteriin, vapautuu röntgensäteitä, jotka höyrystävät kapselin ulkopinnan ja räjäyttävät sisällä olevan polttoaineen. Tämä polttoaine on deuteriumin ja tritiumin seos. Kun polttoaine räjähtää, se saavuttaa lopullisen tiheyden, lämpötilan ja paineen, jotka ovat tarpeen vedyn muuntamiseksi heliumiksi. Tämä helium voi edelleen lämmittää toista polttoaineen osaa, niin kutsuttua alfalämmitystä, aiheuttaen fuusioketjureaktion.
Fyysikko Stephen Bodner suhtautuu kriittisesti joihinkin NIF-suunnittelun yksityiskohtiin. Mutta hän myöntää olevansa yllättynyt tuloksista. "He tulivat tarpeeksi lähelle sytytys- ja nollatulosta voidakseen kutsua sitä menestykseksi", Bodner sanoi. "Yhdysvaltojen on aika edetä suuressa laserfuusioohjelmassa."
Lue myös:
- Tutkijat käyttivät pelinäytönohjainta lämpöydinreaktorin prototyypin käynnistämiseen
- Iso-Britannia aloittaa kohtuuhintaisen fuusion aikakauden lanseeraamalla päivitetyn MAST-tokamakin