Naukowcy wielokrotnie uzyskują zysk netto energii z fuzji jądrowej



Naukowcom z amerykańskiego ośrodka federalnego po raz drugi udało się wygenerować więcej energii z reakcji fuzji jądrowej niż potrzebowali do rozpoczęcia procesu. Fuzja jądrowa, często uważana za świętego Graala wytwarzania energii elektrycznej, obejmuje ten sam proces, który wytwarza energię słoneczną: fuzję dwóch jąder atomu wodoru w celu utworzenia helu. W przeciwieństwie do rozszczepienia jądrowego, które wiąże się z nieodłącznym ryzykiem stopienia, fuzja jądrowa jest znacznie czystsza i bezpieczniejsza, ponieważ w procesie tym nie powstają gazy cieplarniane ani odpady nuklearne, a paliwo wodorowe wykorzystywane w tym procesie jest również dostępne w praktycznie nieograniczonych ilościach.

Dlatego też od ponad pół wieku fizycy na całym świecie próbują zbudować działający reaktor termojądrowy, aby wykorzystać to rewolucyjne źródło energii, ale sukces zawsze pozostawał poza ich zasięgiem. Jedną z największych przeszkód do pokonania jest rozpraszanie intensywnego ciepła generowanego podczas reakcji fuzji jądrowej. Wynika to z faktu, że w celu połączenia dwóch jąder atomu wodoru w nowe jądro, wodór musi najpierw zostać przekształcony w plazmę, do czego wymagana jest temperatura około 100 milionów stopni Celsjusza. Ten fizyczny kamień milowy jest niezwykle ważny, ponieważ atomy wodoru mogą łączyć się tutaj na Ziemi tylko przy tak ekstremalnym cieple. W ostatnich latach naukowcy i stale rosnąca liczba start-upów próbowali przybliżyć świat do fuzji jądrowej - ale rzeczywistość jest znacznie mniej imponująca, ponieważ drogie reaktory wciąż potrzebują znacznie więcej energii, aby zacząć działać, niż są w stanie wygenerować. Wydaje się, że Stany Zjednoczone dokonały znaczącego przełomu w kierunku tej nieograniczonej, czystej energii, ponieważ, jak z dumą ogłosiła sekretarz energii USA Jennifer Granholm w grudniu 2022 r., naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory, które jest zarządzane przez jej departament, opracowali proces, dzięki któremu możliwe jest wygenerowanie większej ilości energii termojądrowej niż potrzeba do uruchomienia wymaganych do tego reaktorów.

Laboratorium użyło 192 laserów skierowanych na wewnętrzną ścianę cylindra zawierającego małą kapsułę o średnicy kuli. Spowodowało to emisję promieniowania rentgenowskiego ze ścianki uderzającej w kapsułę i sprężenie paliwa termojądrowego wewnątrz kapsuły. To paliwo termojądrowe pozostawało gorące, gęste i okrągłe na tyle długo, że zapaliło się i wytworzyło więcej energii niż było potrzebne do laserów.

Mimo że wytworzona energia była niewielka - 3,15 megadżula po tym, jak laser dostarczył 2,05 megadżula do celu (wystarczająco dużo, aby zasilić żarówkę) - stanowiło to historyczny debiut w dziedzinie energii termojądrowej.

Teraz, 30 lipca, wydaje się, że zespołowi udało się po raz drugi osiągnąć przyrost energii netto przy użyciu fuzji jądrowej, torując drogę do wykorzystania tej technologii do produkcji energii na dużą skalę. Jak donosi The Guardian, naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory w National Ignition Facility (NIF) osiągnęli wyższy uzysk energii niż w grudniu. Nie ujawnili jednak, jak duży był tym razem uzysk netto, mówiąc, że poczekają na ostateczne wyniki.

Eksperci ostrzegają jednak przed zbyt wygórowanymi oczekiwaniami i wyraźnie podkreślają, że mogą minąć jeszcze dziesięciolecia, zanim technologia ta będzie mogła być faktycznie wykorzystywana komercyjnie, ponieważ obecnie wciąż istnieją bardzo duże przeszkody do pokonania zarówno w nauce, jak i technologii.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl