Ultimele experimente mai mult decât dublează producția de energie de fuziune
Privind înainte: În timp ce calea către energia practică de fuziune rămâne lungă, progresele recente ale instalației naționale de aprindere au încurajat cercetătorii. Progresul continuu al instalației este un testament al deceniilor de persistență – și un semn că vârsta aprinderii controlului controlat nu mai este un vis îndepărtat.
Facilitatea națională de aprindere (NIF), cu sediul la Laboratorul Național al Departamentului de Energie al Departamentului Energiei din SUA, a crescut constant cantitatea de energie produsă în experimentele sale de fuziune, conform informațiilor obținute de TechCrunch. Facilitatea, care a făcut titluri în 2022 pentru realizarea primei reacții de fuziune net-pozitive din lume, a împins de atunci limitele a ceea ce este posibil în fuziunea nucleară controlată.
O sursă cu cunoștințe directe despre experimente a declarat publicației că testele recente la NIF au generat randamente energetice de 5,2 megajoule și, mai recent, un impresionant 8,6 megajoule. Aceste cifre reprezintă un salt semnificativ din experimentul de reper al instalației din decembrie 2022, când cercetătorii au produs 3,15 megajoule de energie dintr -o singură lovitură de fuziune.
Această descoperire inițială a fost prima dată când o reacție de fuziune controlată a eliberat mai multă energie decât a fost livrată peletei de combustibil, un punct de reper pe care oamenii de știință de fuziune îl urmăreau de zeci de ani.
În ciuda acestor progrese, energia produsă în fiecare experiment rămâne mult mai mică de cantitatea necesară pentru alimentarea sistemului laser al NIF, cu atât mai puțin să furnizeze electricitate la rețeaua mai largă. Prima lovitură net-pozitivă a instalației, de exemplu, a necesitat aproximativ 300 de megajoule pentru a alimenta laserele, piticând producția de energie a reacției de fuziune în sine.
Cu toate acestea, experimentele nu au fost niciodată concepute pentru a genera putere comercială în această etapă. În schimb, ele servesc ca dovadă crucială că fuziunea nucleară controlată este realizabilă într -un cadru de laborator – un concept care, până de curând, a rămas în mare parte teoretic.
NIF folosește o tehnică cunoscută sub numele de fuziune de închisoare inerțială. În acest proces, un pelet minuscul de combustibil de fuziune, compus din deuteriu și tritiu și acoperit în diamant, este plasat în interiorul unui mic cilindru de aur numit Hohlraum.
Peletul, nu mai mare decât un BB, este poziționat în centrul unei camere de vid sferice de 10 metri. Când începe experimentul, 192 lasere cu putere mare converg pe hohlraum, vaporizând-o și generând o explozie de raze X. Aceste raze X bombardează peletul de combustibil, ceea ce face ca coaja de diamant să devină o plasmă în expansiune rapidă.
Presiunea rezultată comprimă combustibilul în interior într -o asemenea măsură încât nucleele atomice se contopesc, eliberând o explozie de energie.
Călătoria a fost lungă și marcată atât de anticiparea, cât și de întârzieri. În primele ore ale 5 decembrie 2022, oamenii de știință și tehnicienii s -au adunat în camera de control NIF, în speranța că un experiment pregătit cu atenție va ajunge în sfârșit la „Breakeven” – punctul în care reacția de fuziune produce la fel de multă energie pe care le -a furnizat laserele.
După o serie de întârzieri pentru a finaliza întreținerea și instalarea de noi optice, laserele au tras la 1:03 am, livrând 2,05 megajoule de energie ultravioletă în Hohlraum. În câteva momente, au sunat alarmele de radiații și monitoarele de diagnostic au înregistrat un randament fără precedent: 3,15 megajoule de energie de fuziune, produse de o reacție termonucleară auto-susținută.
Realizarea a fost rapid validată de echipe de experți în diagnosticare și revizuite de la egal la egal de consultanți externi. La 13 decembrie 2022, Departamentul de Energie a anunțat rezultatele lumii, marcând un moment de cotitură pentru fuziunea de confinare inerțială.
Experimentul a dublat mai mult decât a dublat înregistrarea energetică anterioară a NIF și a demonstrat viabilitatea utilizării fuziunii pentru a sprijini Programul de administrare a stocului de securitate nucleară a Administrației Naționale de Securitate Nucleară, care menține descurajarea nucleară a națiunii fără testare subterană.
În lunile care au urmat, NIF a continuat să se bazeze pe acest succes. La 30 iulie 2023, instalația a produs o nouă producție record de 3,88 megajoule. Experimentele ulterioare din octombrie 2023 au văzut NIF să obțină aprinderea fuziunii pentru a treia oară, cu randamente de 2,4 și, respectiv, 3,4 megajoule.
Aceste rezultate consistente la niveluri multi-megajoule au consolidat cazul pentru energia de fuziune inerțială ca o sursă potențială de putere curată, sigură și practic nelimitată.
