การทดลองฟิวชันที่โรงงานเลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้ปล่อยพลังงานออกมา 1,3 ล้านจูล ซึ่งเข้าใกล้จุดคุ้มทุนที่เรียกว่าการจุดระเบิดมากขึ้น ในขณะนี้เองที่เทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันเริ่มปล่อยพลังงานมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการระเบิดของมัน
สาระสำคัญของการทดลองคือนักวิทยาศาสตร์จาก National Ignition Laboratory (NIF) ใช้เลเซอร์เจาะเข้าไปในแคปซูลขนาดเล็ก ซึ่งพวกเขาเริ่มทำปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ผลิตพลังงานมากกว่า 10 พันล้านล้านวัตต์ใน 100 ล้านล้านของวินาที การทดลองปล่อยพลังงานประมาณ 70% ของแสงเลเซอร์ที่ใช้ในการกระตุ้นปฏิกิริยาฟิวชัน ทำให้โรงงานใกล้จุดไฟมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา
นักวิทยาศาสตร์สามารถบรรลุถึงเกณฑ์นี้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าแคปซูลดูดซับพลังงานเลเซอร์เพียงบางส่วนที่มุ่งความสนใจไปที่มัน และปฏิกิริยาจะสร้างพลังงานมากกว่าที่ใช้ไปกับการจุดไฟโดยตรง
นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นกระบวนการเดียวกับที่ "เริ่ม" ดวงอาทิตย์ สำหรับนักวิทยาศาสตร์ เหนือสิ่งอื่นใด พลังงานดังกล่าวเป็นแหล่งพลังงานที่น่าดึงดูดใจเพราะจะไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนหรือของเสียจากกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายและมีอายุยืนยาว ในการหลอมรวมของนิวเคลียส นิวเคลียสของไฮโดรเจนจะหลอมรวมกันเป็นฮีเลียม และปล่อยพลังงานออกมาในกระบวนการ แต่การหลอมรวมต้องใช้อุณหภูมิและแรงกดดันสูง ซึ่งทำให้การควบคุมและการจัดการทำได้ยาก
ในการทดลองทางความร้อนนิวเคลียร์ของ NIF ลำแสงเลเซอร์ 192 ลำมาบรรจบกันบนกระบอกสูบขนาดเล็กที่มีแคปซูลเชื้อเพลิงขนาดเท่าเมล็ดถั่ว เมื่อชีพจรเลเซอร์อันทรงพลังนี้กระทบกับกระบอกสูบ รังสีเอกซ์จะถูกปล่อยออกมา ทำให้ด้านนอกของแคปซูลกลายเป็นไอและทำให้เกิดการระเบิดของเชื้อเพลิงภายใน เชื้อเพลิงนี้เป็นส่วนผสมของดิวเทอเรียมและทริเทียม เมื่อเชื้อเพลิงระเบิด จะมีความหนาแน่น อุณหภูมิ และความดันสูงสุดที่จำเป็นในการเปลี่ยนไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม ฮีเลียมนี้สามารถให้ความร้อนแก่ส่วนอื่นของเชื้อเพลิงได้อีก ซึ่งเรียกว่าการให้ความร้อนแบบอัลฟา ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิวชัน
นักฟิสิกส์ Stephen Bodner มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรายละเอียดบางอย่างของการออกแบบ NIF แต่เขายอมรับว่ารู้สึกประหลาดใจกับผลลัพธ์ที่ได้ “พวกเขาเข้าใกล้เป้าหมายในการจุดระเบิดและการคุ้มทุนจนเรียกได้ว่าประสบความสำเร็จ” บอดเนอร์กล่าว "ถึงเวลาแล้วที่สหรัฐฯ จะก้าวไปข้างหน้าด้วยโปรแกรมเลเซอร์ฟิวชันที่สำคัญ"
อ่าน:
- นักวิทยาศาสตร์ใช้การ์ดแสดงผลสำหรับเล่นเกมเพื่อเปิดตัวเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเทอร์โมนิวเคลียร์ต้นแบบ
- สหราชอาณาจักรนำเข้าสู่ยุคแห่งการผสมผสานที่ไม่แพงด้วยการเปิดตัว MAST tokamak . ที่อัปเกรดแล้ว