Nükleer füzyon güç araştırması, 'füzyon ateşlemesi' ile kilometre taşını geçti

Araştırmacılar ilk kez net enerji kazancı sağlayan bir füzyon reaksiyonu yarattılar. Kaliforniya'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan alınan sonuçlar , çok uzun bir yolda önemli bir adımı işaret ediyor. nükleer füzyondan temiz enerji üretmeye doğru.

Beyaz Saray Bilim ve Teknoloji Ofisi Direktörü Arati, "Geçen hafta, bakın, gerçekten de, bir yakıt peletine bir grup lazer ateşlediler ve bu füzyon ateşlemesinden, içeri giren lazerlerin enerjisinden daha fazla enerji salındı." Prabhakar, bugün Washington DC'deki başarıyı açıklayan bir basın toplantısında söyledi. "Bence bu, sebatın gerçekten neler başarabileceğinin muazzam bir örneği."

Nükleer füzyon, atomlar birbirine çarptığında, daha ağır bir atom oluşturmak için "kaynaşarak" ve bu süreçte enerjiyi serbest bıraktığında gerçekleşir. Güneşte ve diğer yıldızlarda hidrojen çekirdekleri birleşerek helyumu oluşturur ve muazzam miktarda enerji üretir. Dünya üzerinde nükleer füzyon elde etmek için, insanlar atomları muazzam sıcaklıklara – milyonlarca santigrat dereceye kadar ısıtmak zorundadır, bu yüzden net bir enerji kazanımına ulaşmak bu kadar göz korkutucu olmuştur.

Bu durumda, 5 Aralık günü yerel saatle 01:03'te , ulusal laboratuvar 192 güçlü lazer ışını kullanarak yalnızca bir biber tanesi büyüklüğündeki hidrojen izotoplarından oluşan katı bir hedefi vurdu. 3.15 megajoule enerji ürettiler, bu, diğerinden yaklaşık yüzde 50 daha fazla. 2,05 megajoule lazerler reaksiyonu tetiklemek için kullandı. Araştırmacılar bunu yaparak, bilimsel bir enerji başabaş noktasına ulaşarak, "füzyon ateşlemesi" denen şeyi başardılar.

Nükleer füzyondan yararlanmak, insanlara sera gazı emisyonlarının veya uzun süreli radyoaktif atıkların kötü yan etkileri olmaksızın bol miktarda enerji kaynağı sağlayarak devrim niteliğinde olabilir. Ancak bunu yapmak, büyük mühendislik engellerinin aşılmasına bağlıdır. Onlarca yıl süren deneylerden sonra, bugünkü duyuru, bu engellerden birine karşı küçük ama önemli bir zaferi temsil ediyor. Ancak nükleer füzyonun herhangi bir temiz enerji hayalini gerçekleştirebilmesi için daha gidilecek çok çok uzun bir yol var.

ABD hükümeti 1950'lerden beri füzyon enerjisi araştırmalarını finanse ediyor. Bu arayış, dünyanın dört bir yanında on milyarlarca dolar fon sağladı. Ve geçen yılın sonlarına doğru Birleşik Avrupa Torusu (JET) ile Birleşik Krallık'taki bilim adamları nükleer füzyondan 59 megajullük rekor bir enerji ürettiler . En büyük sorun şu ana kadar, bir laboratuvardaki nükleer füzyon, reaksiyonun ilk etapta gerçekleşmesi için gerekenden daha fazla enerji üretememişti.

Bu önemli bir dönüm noktası, ancak yine de dikkate alınması gereken bazı önemli uyarılar var. Kilit noktalardan biri, DOE'nin bu zaferi, oldukça verimsiz olan lazerlerin çıktısına dayandırmasıdır. Sadece almak için şebekeden 300 megajoule enerji alır. bu iki megajul lazer enerjisi. Dolayısıyla bugünkü duyuru, "net enerji kazancı"nın sınırlı bir tanımına dayanmaktadır.

Nükleer füzyona ulaşmanın tek yolu lazerler değil. JET de dahil olmak üzere diğer çabalar, plazmayı sınırlamak ve ısıtmak için Tokamak adı verilen manyetik bir cihazı içerir. Yöntem ne olursa olsun, bir elektrik santralinde bu şekilde enerji üretmekten muhtemelen onlarca yıl uzaktayız. Oraya ulaşmak için çok daha fazla para ve artan kazançlar gerekecek, bugünün duyurusu bunlardan biri.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı direktörü Kim Budil basın toplantısında, "Gerçek yatırım ve gerçek odaklanma ile bu zaman ölçeği daha da yakınlaşabilir" dedi. "Çok uzun bir süre hiç yaklaşmadığı bir pozisyondaydık, değil mi? Çünkü bu ilk temel adıma ihtiyacımız vardı. Bu nedenle, bir sonraki adımı atmak için tam olarak ne gerektiğini anlamaya başlamak için bugün harika bir konumdayız.”

Yeni başlayanlar için, bilim adamlarının tekrar ateşlemeye ulaşabilmeleri gerekiyor. "Bu bir ateşleme kapsülü, bir seferlik. Ticari füzyon enerjisini gerçekleştirmek için birçok şey yapmanız gerekir; dakikada birçok füzyon ateşleme olayı üretebilmelisiniz,” dedi Budil. "Sadece bilimde değil, teknolojide de çok önemli engeller var."

Bir engel, gelecekteki çabalarda kullanılan lazerlerin çok daha verimli olması gerektiğidir. Ulusal Ateşleme Tesisi olarak adlandırılan bu deneyde kullanılan sistem, dünyadaki en büyük ve en yüksek enerjili lazerdir – üç futbol sahasından daha büyüktür. Ama hala 1980'lerin teknolojisine dayanıyor. Modern lazerler daha verimlidir ve gelecekteki çabalar muhtemelen daha yeni teknolojileri deneylere dahil etmeye çalışacaktır.

"Bu yapılabileceğini gösteriyor. Aşılan bu eşik, daha iyi lazerler, daha verimli lazerler, daha iyi koruma kapsülleri vb. üzerinde çalışmaya başlamalarına olanak tanıyor.” Budil dedi. “Oyuna girmek için özel sektöre ihtiyacımız var. Bu atılımda bu kadar inanılmaz miktarda ABD kamu dolarının olması gerçekten önemli, ancak bunu ticari düzeye çıkarmak için atacağımız tüm adımlar yine de kamu araştırmasını ve özel araştırmayı gerektirecek.”

Gelişmekte olan…