Найпотужніший лазер впритул наблизився до точки “займання” реакцій термоядерного синтезу

9

За останні кілька років ми бачили цілу серію досягнень в області термоядерного синтезу. Вчені, що використовують реактори типатокамак або стеллор, не раз демонстрували, як паливо може бути перетворено в плазму і нагріте до таких температур, при яких починають йти самопідтримуються реакції термоядерного синтезу, які є, поки в теорії, необмеженим джерелом екологічно чистої енергії. І нещодавно свій внесок у цю справу внесли вчені, що працюють з одним з найпотужніших лазерів на землі, отримані ними “екстраординарні результати” зробили людство на один крок ближче до кінцевої мети.

Нагадаємо нашим читачам, що в розпорядженні ліверморської національної лабораторії в каліфорнії є установка national ignition facility (nif), 10-поверхова будівля якої займає площу трьох футбольних полів. Всередині цієї будівлі розташовано 192 лазера, які здатні сфокусувати 1.9 мегаджоуля енергії ультрафіолетового світла всередині крихітної камери в центрі установки. Імпульси лазерів тривають всього одну мільярдну частку секунди, але цього достатньо, щоб розігріти мішень, розміром з горошину до величезної температури, при якій створюється високий тиск і дотримуються умови для ініціації реакцій термоядерного синтезу.

Спорудження установки nif було закінчено в 2009 році, а вже в 2010 році були зроблені перші “постріли”мегаджоулевого лазера, при яких проводилися роботи, пов’язані з поліпшення фокусування і наведення лазерних променів. У 2012 році установкою був проведений рекордний “постріл”, потужністю в 500 трильйонів ват. А в 2014 році вчені nif зробили прорив, кількість енергії, випущеної пластиковою капсулою, заповненою дейтерієм і тритієм, вперше перевищила кількість енергії, поданої на неї променями лазерів. Правда енергетичний вихід цього процесу був досить невеликий, і склав всього 100 кдж, але під час подальших експериментів цей вихід був збільшений до 170 кдж.

Ще більший прорив був здійснений вченими nif на початку серпня цього року. Перед цим вчені зробили ряд робіт з поліпшення установки, і в результаті цього мішень віддала назовні 1.3 мегаджоуля енергії протягом 100 трильйонних часток секунди. Така кількість приблизно відповідає 10 відсоткам від усієї кількості енергії сонячного світла, що падає на поверхню землі, і приблизно 70 відсоткам від кількості енергії світла лазерів, поглиненої кулькою мішені. Проведений аналіз зібраних під час експериментів даних показав, що вченим вдалося домогтися восьмикратного поліпшення ефективності процесу в порівнянні з ефективністю попередніх етапів і це все робить цей експеримент набагато ближче до точки “займання”.

На наступному етапі вчені планують вже досягти точки “займання” термоядерного палива, по досягненню якої назовні вийде 100 відсотків або більшу кількість енергії, ніж кількість енергії, витраченої на ініціацію термоядерних реакцій. Для досягнення цього, згідно з наявною інформацією, вченим доведеться заново спроектувати оболонку камери, в якій знаходиться паливна капсула, поліпшити точність наведення і фокусування лазерів на мішені, і зробити деякі інші зміни, які дозволять більш точно виміряти рівні енергії, що виділяється в ході експерименту.

В даний час вчені nif вже склали план проведення чергових експериментів і почали процес підготовки до них, який, згідно з цим планом, буде проводитися протягом декількох наступних місяців.

ключові слова: nif, national ignition facility, лазер, світло, потужність, мішень, термоядерний, синтез, енергія

першоджерело

інші новини по темі:

Лазер omega відтворив умови, близькі до межі початку реакцій термоядер …

Вченим nif вперше вдалося досягти позитивного енергетичного балансу і …

Лазери nif роблять рекордний “постріл”, потужністю 500 трильйонів ват.

Найпотужніший у світі лазер робить рекордний “постріл” з енергією 2 мегаджо …

Машини-монстри: найпотужніший у світі лазер, що запалює на землі крихітні зв …