Füzyon deneyi rekor kırdı, 10 katrilyon vat gücü patlattı
Bilim adamları , dünyanın en büyük lazerlerinden yoğun ışık huzmelerini küçük bir hidrojen peletine ateşleyerek rekor kıran 10 katrilyon watt'tan fazla bir enerji patlaması elde etmek için nükleer füzyon oluşturmak için alışılmadık bir yöntem kullandılar .
Kuzey Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, Ulusal Ateşleme Tesisi'ndeki (NIF) 192 dev lazeri bezelye büyüklüğünde bir pelet üzerine odakladıklarını ve bunun sonucunda, saniyenin 100 trilyonda biri - kabaca 10 Her an Dünya'ya çarpan güneş ışığının enerjisinin yüzdesi ve peletlerin lazerlerden emdiği enerjinin yaklaşık yüzde 70'i. Bilim adamları, bir gün peletin emdiğinden %100 veya daha fazla enerji yaydığı başabaş veya "ateşleme" noktasına ulaşmayı umuyorlar.
Enerji verimi, bilim adamlarının beklediğinden önemli ölçüde daha büyük ve Şubat ayında belirledikleri 170 kilojüllük bir önceki rekordan çok daha yüksek.
Araştırmacılar, sonucun, NIF'in temel görevi olan nükleer füzyon silahlarını araştırma yeteneklerini genişleteceğini ve nükleer füzyondan - güneşe ve diğer yıldızlara güç veren süreç - enerjiden yararlanmanın yeni yollarına yol açabileceğini umuyorlar. Bazı bilim adamları, nükleer füzyonun bir gün Dünya'da enerji üretmek için nispeten güvenli ve sürdürülebilir bir yöntem olabileceğini umuyor.
Ulusal Ateşleme Tesisinde (NIF) fotoğrafçı olan Damien Jemison, hedef odanın bir kısmına giren NIF lazer ışını çizgilerinin bu görüntüsünü yakaladı. Jemison'ın loş ışıklı noktadaki ışık aralığını yakalamak için beş pozlamaya ihtiyacı vardı. Ayrıca ortaya çıkan görüntüyü monotona dönüştürdü ve "Sonuç, dünyanın en yüksek enerjili lazeriyle yüz yüze dururken nasıl hissettiğime dair sanatsal görüşümdür" dedi.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı direktörü Kim Budil yaptığı açıklamada, "Bu sonuç, atalet hapsi füzyon araştırması için ileriye doğru atılmış tarihi bir adımdır, keşif ve kritik ulusal güvenlik misyonlarımızın ilerlemesi için temelde yeni bir rejim açar." Dedi .
Dev lazerler
Modern nükleer santraller , uranyum ve plütonyum gibi elementlerin ağır çekirdeklerini daha hafif çekirdeklere bölerek enerji üreten nükleer fisyonkullanır . Ancak yıldızlar, daha ağır elementler yapmak için daha hafif çekirdekleri bir araya getirme süreci olan nükleer füzyondan daha da fazla enerji üretebilir .
Yıldız, karbon ve oksijen bulunan bir çok farklı elemanları, sigorta, ancak ana enerji kaynağı füzyonundan gelen hidrojen içine helyum . Yıldızlar çok büyük olduklarından ve çok güçlü yerçekimine sahip olduklarından, füzyon süreci yıldız içinde çok yüksek basınçlarda gerçekleşir.
Fransa'da inşa edilen dev ITER projesi gibi, füzyondan enerji üretmeye yönelik çoğu Dünya çabası , bunun yerine, güçlü manyetik alanlar içinde sıcak, nötron-ağır hidrojenden oluşan ince bir plazmayı sınırlamak için tokamak adı verilen halka şeklindeki bir odayı kullanır .
Bilim adamları ve mühendisler, 60 yıldan fazla bir süredir tokamaklarda sürdürülebilir nükleer füzyon elde etmek için sadece sınırlı bir başarı ile çalıştılar. Ancak WordsSideKick.com'ın daha önce bildirdiği gibi , bazı araştırmacılar birkaç yıl içinde tokamaklarda füzyonu sürdürebileceklerini düşünüyorlar . (ITER'in bunu 2035'ten sonra yapması öngörülmemektedir .)
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nda geliştirilen yöntem, tokamak kullanmadan nükleer füzyon elde etmenin birkaç yolundan biridir.
Bunun yerine, NFI, lazer ışınlarını 10 metre genişliğindeki (10 metre) küresel bir metal "hedef odasında" hidrojen yakıt peletlerine odaklamak için üç futbol sahası büyüklüğünde bir dizi lazer ışığı amplifikatörü kullanır. Bu lazerler, 4 megajoule kadar enerji üretebilen dünyanın en güçlü lazerleridir.
Yöntem başlangıçta, bilim adamlarının hidrojen bombaları olarak adlandırılan termonükleer silahlardaki hidrojenin davranışını inceleyebilmeleri için tasarlandı, ancak bilim adamları, nükleer füzyondan enerji üretmek için uygulamalara da sahip olabileceğini düşünüyorlar.
Füzyon gücü
Her ne kadar NIF kurulumu bir füzyon santralinde kullanılamasa da (lazerleri günde yalnızca bir kez ateşleyebilirken, bir elektrik santralinin her saniye birkaç yakıt peletini buharlaştırması gerekirken) süreci değiştirme çabaları var. ticari olarak kullanılabilir.
Stanford Üniversitesi'ndeki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndan daha önce Livermore tesisinde çalışan ancak yeni araştırmaya dahil olmayan plazma fizikçisi Siegfried Glenzer, The New York Times'a SLAC'deki bilim adamlarının daha düşük güçlü bir lazer sistemi üzerinde çalıştıklarını söyledi. çok daha hızlı ateş eder.
Glenzer, son yıllarda güneş enerjisi ve diğer teknolojilerin hakim olduğu fosil yakıtların yerini alma çabalarında nükleer füzyondan elde edilen enerjinin öne çıkacağını umuyor. Times makalesinde sera gazı karbondioksitine atıfta bulunarak, “Gezegende CO2 salmayan bir enerji kaynağı elde etmek bizim için çok umut verici” dedi .
Eskiden Washington DC'deki Deniz Araştırma Laboratuvarı'nda lazer plazma araştırmalarına başkanlık eden, ancak şimdi emekli olan fizikçi Stephen Bodner, NIF tasarımının bazı ayrıntılarını eleştiriyor. Ancak peletin "ateşlenmesine" - emdiğinden daha fazla veya daha fazla enerji yaydığı noktaya - yaklaşan sonuçlara şaşırdığını itiraf ediyor. Bodner Times'a verdiği demeçte, "Ateşleme ve başa baş hedeflerine bunu bir başarı olarak adlandıracak kadar yaklaştılar," dedi.