Branduolinės sintezės eksperimentas didžiausiame pasaulyje lazeriniame įrenginyje išleido 1,3 milijono džaulių energijos, priartėjusią prie lūžio taško, vadinamo uždegimu. Būtent šiuo metu termobranduolinė sintezė pradeda išskirti daugiau energijos, nei reikia jos detonacijai.
Eksperimento esmė buvo ta, kad Nacionalinės uždegimo laboratorijos (NIF) mokslininkai lazeriu prasiskverbė į mažą kapsulę, kur pradėjo termobranduolines reakcijas, kurios pagamino daugiau nei 10 kvadrilijonų vatų energijos per 100 trilijonų sekundės dalių. Eksperimento metu buvo išleista apie 70% lazerio šviesos energijos, naudojamos sintezės reakcijoms sukelti, todėl įrenginys buvo daug arčiau užsidegimo nei bet kada anksčiau.
Šią ribą mokslininkams pavyko pasiekti dėl to, kad kapsulė sugeria tik dalį visos į ją nukreiptos lazerio energijos, o reakcijos iš tikrųjų pagamina daugiau energijos, nei išleidžiama tiesiogiai jų uždegimui.
Branduolio sintezė yra tas pats procesas, kuris „užveda“ Saulę. Mokslininkams tai visų pirma patrauklus energijos šaltinis, nes dėl jo nesusidarys šiltnamio efektą sukeliančios dujos, sukeliančios klimato atšilimą arba pavojingos, ilgai išliekančios radioaktyviosios atliekos. Branduolinės sintezės metu vandenilio branduoliai susilieja, sudarydami helią, išskirdami energiją. Tačiau sintezei reikia ekstremalių temperatūrų ir slėgio, todėl sunku kontroliuoti ir valdyti.
NIF termobranduoliniuose eksperimentuose 192 lazerio spinduliai susilieja ant mažo cilindro, kuriame yra žirnio dydžio kuro kapsulė. Kai šis galingas lazerio impulsas pasiekia cilindrą, išsiskiria rentgeno spinduliai, kurie išgaruoja kapsulės išorę ir detonuoja viduje esantį kurą. Šis kuras yra deuterio ir tričio mišinys. Kai kuras sprogsta, jis pasiekia didžiausią tankį, temperatūrą ir slėgį, reikalingą vandenilį paversti heliu. Šis helis gali toliau šildyti kitą kuro dalį, vadinamąjį alfa šildymą, sukeldamas sintezės grandininę reakciją.
Fizikas Stephenas Bodneris kritiškai vertina kai kurias NIF dizaino detales. Tačiau jis prisipažįsta, kad buvo nustebintas rezultatais. „Jie priartėjo prie savo tikslo užsidegti ir pasiekti nuostolių, kad būtų galima pavadinti tai sėkme“, – sakė Bodneris. „JAV laikas pradėti vykdyti didelę lazerių sintezės programą.
Taip pat skaitykite:
- Mokslininkai panaudojo žaidimų vaizdo plokštę termobranduolinio reaktoriaus prototipui paleisti
- Didžioji Britanija pradeda įperkamos sintezės erą, pristatydama atnaujintą MAST tokamaką