Ласерско постројење у Kалифорнији покренуло ланчану фузијску реакцију.
Постројење са суперснажним ласерима у Kалифорнији на тренутак је концентрисаним зрацима покренуло ланчану фузијску реакцију. Иако је све трајало тек делић секунде, а простор у којем су ласери створили моћ Сунца величине ширине власи људске косе, то је била о самоодржива ланчана реакцији. То се догодило у Националном постројењу за паљење (National Ignition Facility), величине три ногометна игралишта, а моћ Сунца је дочарана у сићушној, концентрисаној тачки која није шира од дебљине људске косе.
Постројење се налази у склопу кампуса америчке Националне лабораторије Лоренс Ливермор на источном рубу метроплекса Сан Франциско Беј. Моћни ласерски зраци били су усмеренене на сићушну куглицу пречника тнеколико милиметара, а реакција која је уследила избацила је преко 10 билијарди вата снаге.
То заправо представља око шест посто укупне сунчеве енергије која долази до површине Земље у било којем тренутку, иако је сама реакција трајала тек 100 билионитих делова секунде. И на тако сићушној временској скали научници су запазили велики помак, јер је усијана тачка запалила самоодрживу реакцију, спајајући више атома угљеника заједно и настављајући процес производње енергије. Постизање фазе запаљења кључан је тренутак у остварењу производње енергије помоћу фузије.
Овај феноменални напредак доводи нас примамљиво близу показивања новог извора енергије из фузионих реактора, баш кад је то планети најпотребније, рекао је у сапштењу физичар Артур Тарел. Данашње нуклеарне електране раде на принципу нуклеарне фисије или процеса цепања атома за производњу енергије. Фузија је супротан процес, јер спаја атоме водоника у хелиума на исти начин како то догађа у Сунцу, при чему се ослобађају огромне количине енергије.
Фузија је својеврсни свети грал јер потенцијално може омогућити неограничен извор зелене енергије с мање токсичног отпада и сигурносних ризика за разлику од фисионих реактора. Последњих неколико деценија десетине светских лабораторија и постројења експериментисали су с различитим начинима постизања нуклеарне фузије. Изазов није само постизање фузионе реакције, него да се то направи на тако да она не захтева већу количину улазне енергије од оне коју ослобађа.
Kалифорнијски екперимент који је изведен 8. августа није произвео вишак енергије, јер је наведена сразмера негативан, али је научнике довео практично на корак до тога да изједначе улазну и излазну количину енергије. Интересантно је да је постројење у којем је направљено ово најновије постигнуће на путу према фузионој енергији испрва није било намењено том истраживању, већ развоју нуклеарног наоружања.
(Извор Зимо)
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.