W grudniu 2022 r. działające w Kalifornii National Ignition Facility (NIF) ogłosiło przełom w pracach nad fuzją jądrową - po raz pierwszy w reakcji prowadzonej w tym ośrodku udało się uzyskać więcej energii, niż włożono.

Trzeba podkreślić, że uzyskana nadwyżka uwzględnia energię, jaka dotarła do cylindra, a nie energię niezbędną do zasilania laserów, które zużywają jej setki megadżuli.

Pracujące w NIF urządzenie inicjuje fuzję, oddziałując 192 potężnymi laserami na złoty cylinder, zawierający 2-mm kulkę z 220 mikrogramami paliwa deuterowo-trytowego.

Pod wpływem działania laserów, w cylindrze powstaje silne promieniowanie rentgenowskie, które podgrzewa paliwo i powoduje jego implozję. Temperatura przekracza wtedy 150 mln stopni, a ciśnienie osiąga 600 mld atmosfer.

System nie ma generować użytecznej energii, ale służy do podstawowych eksperymentów sprawdzających potencjalne możliwości wykorzystania fuzji jądrowej. Kluczem do sukcesu jest m.in. maksymalnie jednorodna i symetryczna budowa cylindra i kapsułki - niewielkie nawet odkształcenia w tym zakresie zmniejszają wydajność reakcji.

Mimo że przez ostatnie lata naukowcy z NIF szczególnie intensywnie pracowali nad udoskonaleniem wspomnianych elementów, nadal nie udało się wyeliminować wielu zaburzeń. Jednak - dzięki licznym usprawnieniom - w grudniu 2022 r. ośrodek ogłosił wspomniany sukces.

Teraz naukowcy opublikowali szereg prac, w których wyjaśniają jego podstawy. Udało im się po pierwsze uczynić implozję paliwa bardziej symetryczną, co wyraźnie zwiększyło wydajność reakcji. Kolejnym warunkiem powodzenia było zmniejszenie zanieczyszczenia paliwa węglem, który w niewielkich ilościach przenika ze ścianek kapsułki. O 7 proc. zwiększono przy tym całkowitą masę kapsułki. To wbrew pozorom skomplikowana operacja, ponieważ wiąże się z dużym ryzykiem zwiększenia wspomnianych szkodliwych nieregularności. Wpływ tych zaburzeń udało się jednocześnie zredukować dzięki dodatkowemu wzmocnieniu siły laserów.

"Ten ekscytujący postęp oznacza duży krok w kierunku stabilnego, niskoemisyjnego źródła energii" - napisał na łamach "Physics Magazine" komentujący dokonanie, prof. Shinsuke Fujioka z Instytutu Inżynierii Laserowej w Osace.

PAP DODANE 13.12.2022

Ministerstwo energii USA ogłosiło wielki przełom w pozyskiwaniu energii z fuzji jądrowej

Ministerstwo energii USA ogłosiło we wtorek wielki przełom naukowy w badaniach nad pozyskiwaniem energii z fuzji jądrowej. Naukowcom z Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii po raz pierwszy udało się pozyskać z reakcji więcej energii, niż w nią włożono. Ma to być pierwszy krok w kierunku osiągnięcia "źródła energii, które zrewolucjonizuje świat".