Fusion Ignition errealitate bihurtzen da; Energy Breakeven Lortutako Lawrence Laboratory-n

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) zientzialariek lortu dute fusio piztea eta energia etenaldia. 5eanth 2022ko abenduan, ikerketa-taldeak fusio-esperimentu kontrolatua egin zuen laserrak erabiliz, 192 laser izpiek UV energia 2 milioi joule baino gehiago helarazi zizkion helburu kriogenikoko ganberako erregai-pellet txiki bati eta energia etenaldia lortu zutenean, fusio-esperimentuak baino energia gehiago ekoitzi zuenean. gidatzeko laserrak ematen duena. Aurrerapen hau historian lehen aldiz lortu zen hamarkadetako lan gogorraren ondoren. Zientziaren mugarri bat da eta etorkizunean fusio-energia garbia lortzeko etorkizunean karbono garbiko ekonomiarako, klima-aldaketari aurre egiteko eta disuasio nuklearra mantentzeko eta defentsa nazionalaren proba nuklearetara jo gabe. Lehenago, 8anth2021eko abuztuan, ikerketa-taldea fusio-piztearen atarian iritsi zen. Esperimentuak aurreko beste edozein fusio-esperimentu baino energia gehiago ekoitzi zuen, baina energia-etenaldia ez zen lortu. 5ean egindako azken esperimentuath 2022ko abenduak energia-etenaldiaren balentria lortu du, eta horrela, kontrolatutako fusio nuklearra energia beharrak asetzeko ustiatu daitekeela frogatzen du. fusio-energiaren aplikazio komertzial praktikoa oso urrun egon daiteke oraindik.

Nuklearra erreakzioek galdutako masa-kantitatearen baliokide den energia kantitate handiak ematen dituzte, masa-energia simetria-ekuazioaren arabera E=MCEinsteinen. Erregai nuklearren nukleoak (uranio-235 bezalako elementu erradioaktiboak) apurtzen dituzten fisio-erreakzioak gaur egun erreaktore nuklearretan erabiltzen dira energia sortzeko. Dena den, fisio nuklearrean oinarritutako erreaktoreek Txernobilen kasuan nabari den giza- eta ingurumen-arrisku handiak dituzte, eta ezagunak dira hondakin erradioaktibo arriskutsuak sortzen dituztelako, bizitza erdi-bizitza oso luzea dutenak, botatzeko oso zailak direnak.

Naturan, gure eguzkia bezalako izarrak, fusio nuklearra hidrogenoaren nukleo txikiagoen bat egitea da energia sortzeko mekanismoa. Fusio nuklearrak, fisio nuklearra ez bezala, tenperatura eta presio oso altuak behar ditu nukleoak batu ahal izateko. Tenperatura eta presio oso altuen eskakizun hori eguzkiaren muinean betetzen da, non hidrogeno nukleoen fusioa energia sortzeko funtsezko mekanismoa den, baina muturreko baldintza hauek lurrean birsortzea ez da posible izan orain arte laborategiko baldintza kontrolatu batean eta ondorioz, fusio nuklearreko erreaktoreak ez dira oraindik errealitate bat. (Fisio-gailuaren abiaraztean sortutako muturreko tenperaturan eta presioan kontrolik gabeko fusio termonuklearra da hidrogenoaren armaren printzipioa).

Arthur Eddington izan zen lehen aldiz, 1926an, izarrek hidrogenoa helioan fusiotik ateratzen zutela beren energia iradoki zuena. Fusio nuklearraren lehen froga zuzena laborategian izan zen 1934an, Rutherford-ek deuterioaren fusioa helioan erakusten zuenean eta prozesuan zehar "efektu izugarria" sortu zela ikusi zuen. Mugagabeko energia garbia eskaintzeko duen potentzial handia ikusita, mundu osoko zientzialari eta ingeniariek ahaleginak egin dituzte Lurrean fusio nuklearra errepikatzeko, baina lan gogorra izan da.

Muturreko tenperaturan, elektroiak nukleoetatik bereizten dira eta atomoak nukleo positiboz eta elektroi negatiboz osatutako gas ionizatu bihurtzen dira, plasma deitzen dioguna, airea baino milioigarren aldiz dentsitate txikiagoa dena. Horrek egiten du fusio ingurunea oso ahula. Fusio nuklearra halako ingurune batean gauzatzeko (energia kantitate nabarmena eman dezakeena), hiru baldintza bete behar dira; tenperatura oso altua egon behar da (energia handiko talkak sor ditzakeena), plasma dentsitate nahikoa egon behar da (talkak izateko probabilitatea areagotzeko) eta plasma (hedatzeko joera duena) denbora nahikoa mugatu behar da. fusioa ahalbidetu. Honek plasma beroa eduki eta kontrolatzeko azpiegitura eta teknologiaren garapena funtsezko ardatza da. Plasma tratatzeko eremu magnetiko indartsuak erabil litezke ITEReko Tokamak-en kasuan bezala. Plasmaren konfinamendu inertziala beste metodo bat da, non hidrogeno isotopo astunez betetako kapsulak inplodarazten diren energia handiko laser izpien bidez.

urtean egindako fusio-azterketak Lawrence NIF-eko Livermore National Laboratory (LLNL) laser bidezko inplosio-teknikak (konfinamendu inertzialaren fusioa) erabiltzen zituen. Funtsean, deuterioz eta tritioz betetako milimetroko kapsulak x izpiak sortzen dituzten potentzia handiko laserrez inplodu ziren. Kapsula berotu egiten da eta plasma bihurtzen da. Plasma barrurantz bizkortzen da muturreko presio- eta tenperatura-baldintzak sortuz kapsulan dauden erregaiak (deuterio eta tritio-atomoak) fusionatzen direnean, energia eta alfa partikulak barne hainbat partikula askatuz. Askatutako partikulek inguruko plasmarekin elkarreragiten dute eta gehiago berotzen dute fusio-erreakzio gehiago sortuz eta "energia eta partikula" gehiago askatuz, horrela fusio-erreakzioen kate auto-sostengagarria ezarriz ("fusio-pizte" deritzona).

Fusioaren ikerketa komunitateak hainbat hamarkada daramatza «fusioaren piztea» lortzen saiatzen; fusio-erreakzio auto-sostengarria. 8anth 2021eko abuztuan, Lawrence Laboratory taldea 5ean lortu zuten "fusio-piztearen" atarian iritsi zen.th 2022ko abendua. Egun honetan, Lurrean fusio kontrolatua piztea errealitate bihurtu zen, zientziaren mugarri bat lortu zen!

*** 

Ez galdu

"G" konstante grabitatorioaren baliorik zehatzena datara arte

Fisikariek lehen zehatzena eta zehatzena lortu dute...

Energia handiko neutrinoen jatorria trazatuta

Energia handiko neutrinoaren jatorria aurkitu da...

Grabitazio-uhinen atzeko planoa (GWB): Aurrerapena zuzeneko detekzioan

Grabitazio-uhina zuzenean detektatu zen lehen aldiz...

Unibertsoaren materia-antimateria asimetriaren misterioa ezagutaraztea neutrinoen oszilazio esperimentuekin

T2K, Japoniako neutrinoen oszilazio-oinarrizko esperimentu luzeak...

Antartikako zeruaren gaineko grabitate-uhinak

Grabitate-uhinak izeneko uhin misteriotsuen jatorria...

Harremanetan jarraitu:

92,127FansLike
45,593JarraitzaileakJarraitu
1,772JarraitzaileakJarraitu
51HarpidedunHarpidetu

Buletina

Azken

Fusion Energy: EAST Tokamak Txinan funtsezko mugarria lortzen du

Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) Txinan arrakastaz...

Antiprotoien Garraioan aurrerapena  

Big Bang-ek materia eta antimateria kantitate berdinak sortu zituen...

Partikula talkatzaileak "Oso unibertso goiztiarra" aztertzeko: muoien talkatzailea frogatu da

Partikula azeleragailuak ikerketa-tresna gisa erabiltzen dira...

"Top Quark"-en arteko korapilatze kuantikoa behatutako energia gorenetan  

CERNeko ikertzaileek kuantikoa behatzea lortu dute...

"Materiaren bosgarren egoera"ren zientzia: Bose-Einstein kondentsatu molekularra (BEC) lortu da   

Duela gutxi argitaratutako txosten batean, Will Lab taldeak...
Umesh Prasad
Umesh Prasad
Editorea, Scientific European (SCIEU)

Neutrinoen masa 0.8 eV baino txikiagoa da

Neutrinoak pisatzeko agindutako KATRIN esperimentuak bere masaren goiko mugaren estimazio zehatzagoa iragarri du - neutrinoek gehienez pisatzen dute...

Fisikako Nobel Saria Attosecond Fisikari egindako ekarpenengatik 

2023ko Fisikako Nobel Saria Pierre Agostini, Ferenc Krausz eta Anne L'Huillier-i eman diete "atosegundoko pultsuak sortzen dituzten metodo esperimentalengatik...

Izarrarteko materialen datazioan aurrerapena: Eguzkia baino zaharragoak diren silizio karburo aleak identifikatu dira

Zientzialariek izarrarteko materialen datazio teknikak hobetu dituzte eta lurreko silizio karburozko alerik zaharrenak identifikatu dituzte. Izar-hauts hauek eguzki aurrekoak dira...