Kodolsintēzes eksperiments pasaulē lielākajā lāzeriekārtā ir izlaidis 1,3 miljonus džoulu enerģijas, tuvojoties līdzsvara punktam, kas pazīstams kā aizdedze. Tieši šajā brīdī kodolsintēze sāk atbrīvot vairāk enerģijas, nekā nepieciešams tās detonācijai.
Eksperimenta būtība bija tāda, ka zinātnieki no Nacionālās aizdedzes laboratorijas (NIF) izmantoja lāzeru, lai iekļūtu mazā kapsulā, kur viņi sāka kodoltermiskās reakcijas, kas 10 triljonos sekundes laikā radīja vairāk nekā 100 kvadriljonus vatu enerģijas. Eksperimentā tika atbrīvoti aptuveni 70% no lāzera gaismas enerģijas, ko izmantoja, lai izraisītu kodolsintēzes reakcijas, pietuvinot iekārtu daudz tuvāk aizdegšanās brīdim nekā jebkad agrāk.
Zinātniekiem izdevās sasniegt šo slieksni, jo kapsula absorbē tikai daļu no visas uz to vērstās lāzera enerģijas, un reakcijas faktiski rada vairāk enerģijas, nekā tiek tieši iztērēts to aizdegšanai.
Kodolsintēze ir tas pats process, kas "iedarbina" Sauli. Zinātniekiem tas galvenokārt ir pievilcīgs enerģijas avots, jo tas neizraisīs siltumnīcefekta gāzu veidošanos, kas izraisa klimata sasilšanu vai bīstamus, ilgstoši radioaktīvos atkritumus. Kodolsintēzes laikā ūdeņraža kodoli saplūst kopā, veidojot hēliju, šajā procesā atbrīvojot enerģiju. Taču kodolsintēzei ir nepieciešamas ārkārtējas temperatūras un spiediens, kas apgrūtina kontroli un pārvaldību.
NIF kodoltermiskajos eksperimentos 192 lāzera stari saplūst uz maza cilindra, kurā ir zirņa izmēra degvielas kapsula. Kad šis spēcīgais lāzera impulss sasniedz cilindru, tiek atbrīvoti rentgena stari, kas iztvaiko kapsulas ārpusi un detonē degvielu iekšpusē. Šī degviela ir deitērija un tritija maisījums. Kad degviela eksplodē, tā sasniedz maksimālo blīvumu, temperatūru un spiedienu, kas nepieciešams, lai ūdeņradi pārvērstu hēlijā. Šis hēlijs var vēl vairāk sildīt citu degvielas daļu, tā saukto alfa sildīšanu, izraisot kodolsintēzes ķēdes reakciju.
Fiziķis Stīvens Bodners kritiski vērtē dažas NIF dizaina detaļas. Taču viņš atzīst, ka ir pārsteigts par rezultātiem. "Viņi bija pietiekami tuvu savam mērķim - aizdegšanās un līdzsvara sasniegšanai, lai to nosauktu par veiksmīgu," sacīja Bodners. "ASV ir pienācis laiks virzīties uz priekšu ar lielu lāzera kodolsintēzes programmu."
Lasi arī:
- Zinātnieki izmantoja spēļu videokarti, lai palaistu termokodolreaktora prototipu
- Lielbritānija ievada pieejamu saplūšanas laikmetu, izlaižot uzlaboto MAST tokamaku