„Energetikos departamentas paskelbė apie pirmąjį energijos padidėjimą iš sintezės laboratorijoje – pirmą kartą sintezės reakcijos pagamino daugiau energijos, nei reikėjo joms sukelti.
192 lazerio spinduliai Lawrence'o Livermore'o laboratorijos nacionalinėje uždegimo įstaigoje įkaitino ir suspaudė vandenilio kapsulę iki anksčiau nepasiekiamų temperatūrų ir slėgių, sukeldami sintezės reakcijas, kurios pagamino 50 % daugiau energijos, nei įnešė lazerio spinduliai.
Branduolinės reakcijos gali išlaisvinti energiją, kuri sujungia protonus ir neutronus atomo branduolyje.
Atominės elektrinės naudoja dalijimąsi, o ne sintezę. Dalijimasis išskiria energiją, kai didelis urano branduolys skyla į du radioaktyvius fragmentus, kurie, skrendant vienam nuo kito, perduoda energiją.
Sintezė, priešingai, priklauso nuo mažiausio Visatos atomo – vandenilio. Energija išsiskiria, kai du vandenilio branduoliai susijungia ir sudaro helio branduolį ir neutroną. Skirtingai, nei dalijimasis, sintezė nesukuria radioaktyvių fragmentų.
Sintezę sukelti daug sunkiau, nei dalijimąsi, nes vandenilio branduoliai turi būti įkaitinti iki beveik 100 milijonų laipsnių Celsijaus, kad įveiktų elektrinį atstūmimą, trukdantį jų reakcijai.
Žvaigždės veikia sintezės energija, tačiau Žemėje ji anksčiau buvo paleista tik per termobranduolinius sprogimus. Šis stulbinantis naujas laboratorinės sintezės rezultatas atveria duris precedento neturinčioms pagrindinio ir taikomojo mokslo studijoms.
Lazerio sintezės koncepcija buvo nesėkmingai įgyvendinama nuo septintojo dešimtmečio ir tapo pagrindine 1990-ųjų programos dalimi, kuria siekiama užtikrinti nuolatinį pasitikėjimą branduolinių ginklų atsargomis be požeminių bandymų. Nors mokslininkai žinojo, kad didelės galios lazerio spinduliai gali ištirti medžiagos savybes, svarbias ankstyvose branduolinio ginklo detonavimo stadijose, lazerio sintezės tikslas leistų atlikti tyrimus vėlesniuose etapuose. Tai taip pat būtų iššūkis ir parodytų gebėjimą suprasti ir numatyti karštos, tankios medžiagos dinamiką apskritai.
Uždegimo įrenginys Livermore laboratorijoje pradėtas statyti 1997 m., o eksperimentai, bandantys uždegti, prasidėjo netrukus po statybos pabaigos 2009 m. Galingiausio pasaulyje lazerio projektavimas ir konstravimas buvo inžinerijos triumfas, tačiau dėl trejus metus trukusių nesėkmingi bandymų pasiekti sintezę, naudojant uždegimą, 2012 m. programa buvo beveik atšaukta. Tačiau programa buvo tęsiama taikant labiau apgalvotą metodą, apimantį išorės ekspertų vertinimą.
Dešimtmetis, trukęs 2012–2022 m., parodė Energetikos departamento nacionalinių laboratorijų gebėjimą suburti tarpdisciplininę vyriausybės, universitetų ir privataus sektoriaus mokslo ir inžinerijos talentų komandą, siekiant ilgalaikio įžūlaus tikslo. Lazerių, branduolinės ir plazmos fizikos, tikslaus taikinio gamybos, prietaisų ir didelio tikslumo kompiuterinio modeliavimo tyrėjai padėjo suprojektuoti ir atlikti eksperimentų seriją, kuri palaipsniui priartėjo prie uždegimo sąlygų.
Atlyginimas atėjo praėjusią savaitę.
Kaip rodo pastarojo meto pasaulio įvykiai, JAV branduolinė atgrasymo priemonė yra veiksminga tik tuo atveju, jei yra pasitikėjimo, kad ginklai išliks veiksmingi. Lazerinis uždegimas parodo pasauliui gilų ginklų mokslo supratimą ir bus svarbus, palaikant pasitikėjimą ateinančiais dešimtmečiais.
JAV nebuvo vienos, pripažinusios lazerio sintezės svarbą. Prancūzija ir Kinija stato panašias konstrukcijas. Tačiau, kaip rodo nauji Amerikos rezultatai, mokymosi metai buvo būtini, norint sukurti stiprią intelektualinę ir inovacijų ekosistemą Nacionalinėje uždegimo įstaigoje. Dėl savo įžvalgumo, atkaklumo ir mokslinių tyrimų verslo JAV dabar pirmauja, lyginant su tuo, kas vyksta visose kitose šalyse, dešimtmečiu. Nuolatinės investicijos į lazerio sintezę užtikrins, kad ši lyderystė išliks.
Šiais laikais negalima paminėti sintezės, negalvojant apie energiją. Uždegimo etapas rodo sintezės padidėjimą, būtiną praktinės energijos gamybos sąlygą. Bet tai tik pirmas žingsnis. Reikėtų kelių dešimtmečių inžinerijos, kad branduolių sintezė taptų praktišku ir neteršiančiu elektros energijos šaltiniu.
Ir net tada ji turėtų būti ekonomiškai konkurencinga, palyginus su alternatyvomis.
Kaip ir pradinis sprendimas siekti užsidegimo tikslo, tai nėra visiškai garantuota. Bet tai verta apsvarstyti.
---
P. Kooninas yra Niujorko universiteto profesorius, Hoover instituto vyresnysis bendradarbis ir knygos „Nesureguliuotas: ką klimato mokslas mums sako, ko ne ir kodėl tai svarbu“ autorius. P. Powellas yra Kalifornijos universiteto Deivise profesorius. Abu yra Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos valdytojai." [1]
1. How Fusion Works and Why It's a Breakthrough
Koonin, Steven E; Powell, Robert L. Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]. 15 Dec 2022: A.17.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą