Tízkvadrillió wattos fúziót hoztak létre

Az amerikai kormányzat energiakutatási zászlóshajójának számító National Ignition Facility (NIF) tudósai saját rekordjukat megdöntve idéztek elő olyan fúziós reakciót, amely a másodperc töredékéig 700-szor annyi energiát generált, mint az Egyesült Államok összes erőműve együttvéve. A méregdrága laboratóriumnak már nagyon kellett a siker, mert egyre többen vonták kétségbe a létjogosultságát, mondván: sosem fog több energiát előállítani annál, mint amennyit fogyaszt. Az augusztusban sikerre vitt, mostanra pontosan leírt kísérlet újjáélesztette a reményeket, hogy egyszer mégis sikerülhet.

A kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumban lévő 3,5 milliárd dolláros egységet nem arra tervezték, hogy egy fúziós erőmű prototípusa legyen, hanem arra, hogy termonukleáris fegyverek magjában létrejövő reakciókat vizsgáljanak benne. Alapításának történelmi előzménye az a hidegháború végén hozott 1992-es törvény, amelyik megtiltotta a földalatti kísérleti atomrobbantásokat az USA területén. Ezt az önkorlátozást a NIF birtokában könnyen be lehet tartani, hiszen nukleáris bombák hatékonyságát tudják megfigyelni vele, anélkül, hogy fizikailag felrobbantanák őket.

A tudományos áttörés kapcsán egyre optimistább nyilatkozatok látnak napvilágot: a szakemberek úgy vélik, a NIF bizonyította, hogy segíteni tudja a fúziós folyamatok – és persze az atomrobbanások – megértését. De hogy csinálták?

- Hirdetés -

A NIF öt emelet magas, alapterülete pedig háromszor akkora, mint egy focipálya. A belsejében optikák és tükrök sokasága erősíti fel, majd szabdalja 192 különböző ultraviola lézernyalábra a fotonok impulzusait, hogy aztán mindet egyetlen, ceruzavégnél nem nagyobb pontra terelje össze. Az itt található aranycilinderre a másodperc négymilliárdod részéig kb. 1,9 megajoule energia összpontosul, olyan hőmérsékletet és nyomást eredményezve, hogy az már csak egyes csillagokhoz vagy termonukleáris bombákhoz mérhető.

A szélsőséges körülmények között összeomlik a cilinder fagyasztott deutériumot és tríciumot is tartalmazó magja, felmelegednek és összeolvadnak (fúzió) a benne található hidrogénizotópok, amelyekből a héliummagok mellett neutronok és elektromágneses sugarak szabadulnak fel. A végcél a leírtak fokozása, és az, hogy mindebből fenntartható fúziós reakciót alkossanak, magyarán több energia jöjjön létre, mint amennyit az előidézéséhez felhasználtak. A tízkvadrillió wattos legutóbbi kísérlettel elérhető közelségbe került az álom, hiszen a ráfordított energia 70 százalékát sikerült létrehozni – ez eddig még egyszer sem fordult elő.

Jelentős késésben vannak: a 2009-ben alapított NIF eredetileg 2012-re ígérte, hogy az épületben „felkapcsolja a Napot”. Most 2021-et írunk, és a fenti sikert csak a korábbi rendszer jelentős átalakításával tudták abszolválni. A kulcs új diagnosztikai eszközök és célzási technológiák sokaságának kijavítása volt. Bár még javában elemzik az adatokat, kijelenthető, hogy megérte a fáradozást: a Livermore Laboratórium szerint nyolcszor akkora energiamezőt gerjesztettek, mint amekkorát a javítások előtt tudtak, sőt, az eredmény 25-szörös növekedést jelent a legutóbbi, 2018-as rekordhoz képest.

Gábor János, Okosipar.hu
(Forrás: Nature; fotók: Livermore Laboratórium)

- Hirdetés -

https://www.okosipar.hu/wp-admin/post.php?post=7773&action=edit#