MEĐU IZMEĐU

VAŽAN KORAK DO FUZIJE

229 pregleda
laseri

Lasersko postrojenje u Kaliforniji pokrenulo lančanu fuzijsku reakciju.

Postrojenje sa supersnažnim laserima u Kaliforniji na trenutak je koncentrisanim zracima pokrenulo lančanu fuzijsku reakciju. Iako je sve trajalo tek delić sekunde, a prostor u kojem su laseri stvorili moć Sunca veličine širine vlasi ljudske kose, to je bila o samoodrživa lančana reakciji. To se dogodilou Nacionalnom postrojenju za paljenje (National Ignition Facility), veličine tri nogometna igrališta, a moć Sunca je dočarana u sićušnoj, koncentrisanoj tački koja nije šira od debljine ljudske kose.

Postrojenje se nalazi u sklopu kampusa američke Nacionalne laboratorijeLorens Livermor na istočnom rubu metropleksa San Francisko Bej.Moćni laserski zraci bili su usmerenene na sićušnu kuglicu prečnika tnekoliko milimetara, a reakcija koja je usledila izbacila je preko 10 bilijardi vata snage.

To zapravo predstavlja oko šest posto ukupne sunčeve energije koja dolazi do površine Zemlje u bilo kojem trenutku, iako je sama reakcija trajala tek 100 bilionitih delova sekunde. I na tako sićušnoj vremenskoj skali naučnici su zapazili veliki pomak, jer je usijana tačka zapalila samoodrživu reakciju, spajajući više atoma ugljenika zajedno i nastavljajući proces proizvodnje energije.Postizanje faze zapaljenja ključan je trenutak u ostvarenju proizvodnje energije pomoću fuzije.

Ovaj fenomenalni napredak dovodi nas primamljivo blizu pokazivanja novog izvora energije iz fuzionih reaktora, baš kad je to planeti najpotrebnije, rekao je u sapštenju fizičar Artur Tarel.Današnje nuklearne elektrane rade na principu nuklearne fisije ili procesa cepanja atoma za proizvodnju energije. Fuzija je suprotan proces, jer spaja atome vodonika u heliuma na isti način kako to događa u Suncu, pri čemu se oslobađaju ogromne količine energije.

Fuzija je svojevrsni sveti gral jer potencijalno može omogućiti neograničen izvor zelene energije s manje toksičnog otpada i sigurnosnih rizika za razliku od fisionih reaktora.Poslednjih nekoliko decenija desetine svetskih laboratorija i postrojenja eksperimentisali su s različitim načinima postizanja nuklearne fuzije. Izazov nije samo postizanje fuzione reakcije, nego da se to napravi na tako da ona ne zahteva veću količinu ulazne energije od one koju oslobađa.

Kalifornijski ekperiment koji je izveden 8. avgusta nije proizveo višak energije, jer je navedena srazmera negativan, ali je naučnike doveo praktično na korak do toga da izjednače ulaznu i izlaznu količinu energije.Interesantno je da je postrojenje u kojem je napravljeno ovo najnovije postignuće na putu prema fuzionoj energiji isprva nije bilo namenjeno tom istraživanju, već razvoju nuklearnog naoružanja.

(Izvor Zimo)

O autoru

administrator

2 komentara

  • Ovde se za razliku od torusnih reaktora npr.“TOKAMAK“gde se plazma drži i zagreva u koncentričnom krugu pokušava iskoristiti drugi metod.Drugi metod se sastoji u tome da se plazma dovede u samoodrživu loptastu plazmu.Naime „princip rada“loptaste munje ili plazme je veoma prost.Potrebno je ostvariti nekoliko uslova za njeno stvaranje i održnje.Međutim najbitniji uslov za stvaranje loptaste plazme je brzina pražnjenja.Odnosno energija koja se predaje materiji mora biti u što kraćem vremenskom intervalu -manje od milijarditog dela sekunde.Takvo sabijanje energije se može javiti kod električnog pražnjenja kondezatora ili visokoenergetskih veoma brzih lasera gde dolazi do jonizacije plazme tako da se elektroni sa jedne strane naglo pokrenu u drugu stranu a pozitivni joni u suprotnom smeru.Tako novonastala plazma zbog izuzetno kratkog vremena formiranja stvara elektromagnetno polje koje može iznositi i preko 10000T(što savremeni TOKAMAK ostavlja daleko iza sebe).Tako jako elektromagnetno polje veoma žestoko pritiska-sabija strim plazme generišući jonizujuće zračenje u ultravioletnom,rengenskom spektru pa čak i gama zračenje.Temperatura plazme može se značajno povećati.Usled toga jonizujuće zračenje jonizuje materiju oko plazme pretvarajući je u provodnik gde se prednji i zadnji deo plazme spajaju i zatvaraju.Plazma ima oblik ragbi lopte i samoodrživa je neki vremenski period.U ovom slučaju njena samoodrživost je veoma kratka ali temperatura ,jakost elektromadnetnog polja,jonizujuća zračenja izuzetno visoki pritisak su toliko moćni da mogu izbiti veću količinu brzih neutrona iz materije pokrećući reakciju u vidu fuzije atoma u teže elemente.Suština je savladati jaku nuklearnu silu u jezgrima atoma a ovaj način to omogućava.Plazma se „samozapali“a sam njen oblik omogućava vremensku održivost gde se može generisati energija iz fuzijske reakcije dovoljno dugo da zadovolji naučnike,što se i dogodilo.Po prvi put se generisana energija približila unešenoj energiji potrebnoj za pokretanje reakcije.Najbitnije je što se po prvi put uspelo ostvariti fuzija ili „paljenje“bez daljeg dodavanja eksterne energije,da se ona održi.

  • Obzirom da je sličan eksperiment obavljen 2018 godine gde je dobijeno svega 56KJ energije ovo je veliki napredak.Napredak se sastoji u tome što se promenila brzina saopštavanja energije fotona lasera materiji ili peletu.Naime pre godinu dana obavljeni su laboratorijski eksperimenti u USA gde su umesto energetski moćnih lasera koristili slabiji ultrabrzi laser gađajući metu paladijuma sa gorivom.Ustanovili su da na taj način javilo i do 500 puta više brzih neutrona kao i pojavu drugih benifita.Ovih dana oni su u sferni reaktor smestili 192 ultrabrza lasera a samu metu ili pelet postavili su u centru lopte.Međutim kako se radi o neuporedivo brzim procesima gotovo je nemoguće navesti da svi laseri opale istovremeno.Sinhronizacija je postignuta tako što je pelet postavljen u čuru od određenog materijala.Laseri pogađaju čauru neko pre -neko kasnije ali opet u nekom bliskom intervalu određenom talasnom dužinom fotona.Usled toga čaura transformiše energiju fotona u visokojonizujuće tvrdo rendgensko zračenje.Tvrdo rendgensko zračenje se odnosi na gornji deo frekventnog spektra rendgenskog zračenja.Tako se postiglo da se velika količina visokojonizujućeg zračenja saopšti materiji u neverovatno kratkom vremenskom intervalu.Zašto se to radi,koji su benefiti ovoga?Kada se materiji u ovom slučaju energija lasera saopšti u što kraćem vremenskom intervalu dolazi do pojave jonizacije materije, a u ovom slučaju do pojave“pulsne plazme“.Benifiti pulsne plazme se sastoji u tome što se oko nastalog strima plazme stvori neverovatno jako elektromagnetno polje preko 20KTesle.Usled toga dolazi do sabijanja plazme i daljeg jačanja elektromagnetnog polja.Sa tako jakim elektromagnetnim poljem dolazi do eneormnog povećanja pritiska plazme kao i njene temperature.Usled toga plazma dodatno generiše i snažna jonizujuća zračenja koja dostižu maksimum a to je proizvodnja i gama zračenja.U takvim uslovima gotovo je nemoguće nepostići reakciju u vidu nuklearne fuzije.Na ovaj način zbog eneormnog visokog pritiska i temperature savladavaju se kulonove sile protona u jezgrima atoma gde na scenu stupaju jake nuklearne sile sjedinjujući protone u veće jezgro.Dolazi do oslobađanja brzih neutrona ali i velike količine gama zračenja koja u stvari i predstavlja proizvedenu korisnu energiju ovog procesa.Oslobođena energija se meri u MJ tačnije postignuto je 1,3 MJ.I ako ova energija nije zadovoljavajuća odnosno predstavlja svega 80% uložene energije ovo predstavlja veliki napredak jer se gotovo ulazna i izlazna energija izjednačile.Postignuto je paljenje goriva kao njeno samoodrživost.Ranije je postignuto paljenje ali ne i samoodrživost.Kako ovo otkriće kapitalizovati to i dalje predstavlja problem jer lako je upaliti pelet metu ali vama je potreban kontinualni kontrolisani način proizvodnje energije?Međutim ovo je veliki korak a nesumnjam da će se iznaći i dalja komercijalno upotrebljiva rešenja.

Ostavite komentar