Un institut de cercetare din Statele Unite este pe cale să atingă un punct de cotitură în fuziunea nucleară. Un experiment recent la National Ignition Facility din SUA sugerează că "aprinderea", punctul în care energia eliberată prin fuziune este mai mare decât cea furnizată de laserul care inițiază procesul, este un scop care poate fi atins.
National Ignition Facility folosește laseri puternici pentru a încălzi și comprima combustibil pe bază de hidrogen, inițiind procesul de fuziune, scrie BBC.
Stăpânirea fuziunii, procesul care are loc în interiorul soarelui, ar putea furniza o sursă de energie curată și inepuizabilă.
În cadrul unui proces denumit fuziune inerțială, 192 de raze laser de la National Ignition Facility, cea mai puternică concentrare de energie laser din lume, sunt direcționate către o capsulă de mărimea unei boabe de piper, care conține deuteriu și tritiu, izotopi ai hidrogenului.
Acest lucru comprimă combustibilul la o densitate de 100 de ori mai mare decât a plumbului și îl încălzește la 100 de milioane de grade Celsius, adică mai mult decât în centrul Soarelui. Aceste condiții ajută la inițiarea fuziunii termonucleare.
Un experiment desfășurat pe 8 august a produs 1,35 megajouli (MJ) de energie, adică circa 70% din energia laserului folosit pentru a iniia acest proces. Obținerea "aprinderii" presupune producerea prin fuziune a unei energii mai mari de 1,9 MJ, cât livrează laserul.
"Este un salt imens pentru fuziune și pentru comunitatea care cercetează acest fenomen", a declarat Debbie Callahan, fizician la Lawrence Livermore National Laboratory, care găzduiește National Ignition Facility (NIF).
Ca măsură a progresului obținut, energie produsă în cadrul experimentului de pe 8 august este de opt ori mai mare decât cea obținută la precedentul experiment din primăvară, de la NIF, și de 25 de ori mai mare decât cea obținută la experimentele din 2018.
Cercetătorii de la NIF mai cred că au obținut ceva denumit "plasmă care arde", adică reacțiile de fuziune produc căldura necesară pentru continuarea procesului de fuziune. Acest lucru este vital pentru ca procesul de fuziune să fie auto-suficient.
"Arderea auto-suficientă este esențială pentru obținerea unui randament înalt. Valul de căldură trebuie să se propage prin combustibilul de densitate mare, pentru a elibera o cantitate mare de energie provenită din fuziune. Credem că experimentul nostru este în această zonă, deși încă facem analize și simulări pentru a fi siguri că am înțeles bine rezultatele", a spus dr. Callahan.
Pasul următor va fi repetarea experimentului. "Trebuie să înțelegem cât de reproductibile și cât de sensibile sunt rezultatele în cazul unor mici schimbări", a adăugat fizicianul.
"Cantitatea de energie obținută în cadrul experimentului este impresionantă, în termeni de fuziune, dar în practică este echivalentă cu energia necesară pentru a fierbe apa dintr-un ibric", a spus Jeremy Chittenden, director în cadrul Centrului de Studiu al Fuziunii Inerțiale de la Colegiul Imperial din Londra.
"O cantitate mult mai mare de energie din fuziune poate fi obținută prin aprindere dacă reușim să menținem combustibilul pentru o perioadă mai mare de timp, ca să poată arde mai mult. Acesta este următorul orizont pentru fuziunea inerțială", a mai explicat el.
În prezent, energia nucleară se obine prin fisiune, proces prin care un element chimic greu este "spart" în elemente mai ușoare. Fuziunea presupune combinarea a două elemente ușoare pentru a obține unul mai greu.
Construcția laboratorului National Ignition Facility a început în 1997 și s-a încheiat în 2009. Primele experimente cu laseri de mare putere au avut loc în octombrie 2010.
O altă sarcină a NIF este să ajute la asigurarea siguranței și fiabilității armelor nucleare produse în Statele Unite.
În 2013, BBC a informat că, în cadrul unui experiment la NIF, cantitatea de energie eliberată prin fuziune a fost mai mare decât cantitatea de energie absorbită de combustibil, o premieră mondială în domeniul fuziunii.
Editor : Bogdan Păcurar
