A Földön valaha látott legfényesebb röntgensugarakat sikerült előállítani egy amerikai fúziós kísérletben
A laboratóriumban valaha keltett legfényesebb röntgensugárzást hozta létre egy fúziós reakció a kaliforniai National Ignition Facilityben, a Los Alamos-i Nemzeti Laboratórium kutatóinak vezetésével. A berendezésben 192 nagy energiájú lézernyalábot lőnek egy néhány milliméteres, arannyal bevont hengerbe, amelynek falán a sugárzás egyenletesen szétoszlik, és annyira összenyomja a benne függő, deutériummal és tríciummal töltött kapszulát, hogy beindul benne a magfúzió. Az újítás az volt, hogy a henger falába ablakokat vágtak: ezek a lézerimpulzus hatására, még a gyújtás – vagyis az önfenntartóvá váló reakció – előtt kiégnek, így a beinduló reakció sugárzásának egy része kijuthat.
A tavaly nyáron végzett, de tudományos folyóiratban csak most bemutatott kísérlet 2,4 megajoule energiát termelt, és létrejött benne az égő plazma. A kiáramló röntgensugárzás teljesítménye a kutatók szerint elérte a több tízbillió wattot, ami egyes vörös törpecsillagok fényességével vetekszik. Maga az üzemanyag közben nagyjából 144 millió Celsius-fokon égett a másodperc billiomod részéig, ami körülbelül tízszerese a Nap magjának – Ryan Lester, a kísérlet vezetője meg is jegyezte, hogy abban a pillanatban a Naprendszer legforróbb pontja a kaliforniai laboratóriumban volt.
Az ablakok beépítése kockázatos volt: Brian Haines, a kísérlet egyik tervezője szerint az összeomló kapszula rendkívül érzékeny, és a legkisebb energiaveszteség vagy zavar is meghiúsíthatja a gyújtást, vagyis épp azt a sugárforrást, amelyet ki akartak nyerni. Cserébe olyan szélsőséges körülmények vizsgálhatók a laborban, amelyeket eddig szinte csak szimulációkból ismertünk, például az, hogy a Nap egyes elemei hogyan nyelik el a sugárzást.
A teszt közvetlen célja azonban ennél prózaibb: a laboratórium közleménye szerint a röntgensugárral tesztanyagokat akarnak bombázni, hogy kiderüljön, miként viselkednek szélsőséges hőmérsékleten és sugárzás alatt. Ez az atomfegyver-kutatók egyik kulcskérdése, a kísérlet pedig az amerikai nukleáris arzenál karbantartását szolgáló programba illeszkedik.
Laura Berzak Hopkins, a Princeton Plasma Physics Laboratory kutatója szerint már magának a gyújtásnak az elérése is egy egész kutatónemzedék munkája volt, és külön figyelemre méltó, hogy a gyújtást most nemcsak megismételni sikerült, hanem mindezt egy átalakított hengerben sikerült elvégezni. A fúziós energiatermelés felé vezető úton szerinte minden egyes gyújtásból tanulni kell valami újat, és erre a mostani munka több lehetőséget is mutat.
A Los Alamos-i központ kutatói szerint a következő lépés átlátszóbb ablakok készítése, illetve olyan kísérletek tervezése, amelyeket közvetlenül az ablakokra lehet csatlakoztatni. Lester pedig azt reméli, hogy a berendezéssel akár már jövőre kideríthetik, mi történik, ha nagyon kis sűrűségű habot juttatnak a kapszulába: az elméletek szerint ez stabilizálhatja és hatékonyabbá teheti a reakciót.
Kapcsolódó cikkek:
Itt a fantasztikus égő plazma, amivel végre belátható távolságba került a fúziós energia
Az amerikai National Ignition Facility kutatói 192 lézer segítségével olyan fúziós reakciót indítottak el, amilyet laboratóriumban még soha senki. A tavaly elvégzett, a Nature-ben részletesen ma bemutatott kísérlet egy ideig önfenntartó plazmát hozott létre, és ez hatalmas lépés az önfenntartó fúziós reakciók, így a fúziós energia létrehozása felé.
Dunai Dániel: Jobb hely lesz a Föld az évszázad végére, ha a fúziós projekt sikerrel jár
Gőzerővel épül a megváltást ígérő fúziós kísérletek központja, a modern tudomány katedrálisának nevezett ITER, de még mindig évtizedekre vagyunk az áramtermelő fúziós erőművek korszakától. Az odáig vezető útról az EK Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának tudományos főmunkatársa mesélt.
Éveket késik az ITER, a világ legnagyobb fúziósenergia-reaktora, de megéri rá várni
Magáncégek megelőzhetik a kormányok támogatásával megvalósuló ITER-t, így indulása több évet csúszik, de a szakértők ennek ellenére nagyon fontosnak tartják a kísérletet a fúziós energia jövője szempontjából.
Legutolsó kísérletével megdöntötte a fúziós rekordot az oxfordi JET reaktor
A négy évtized után leálló berendezés utolsó, októberi kísérletében öt másodpercen keresztül végig nagy mennyiségű fúziós energiát termelt. Innentől az ITER-é a pálya.