A fizikusok másodszor értek el nettó energianyereséget a fúziós reakció során

A fizikusok másodszor értek el nettó energianyereséget a fúziós reakció során

Időbélyeg: 11. augusztus 2023. 10:00
Physicists Achieve Net Energy Gain in a Fusion Reaction for the Second Time PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

A fúziós energiát régóta álmodozásnak tekintették, de az utóbbi években úgy tűnt, hogy a technológia egyre közelebb kerül a valósághoz. A fúziós reakció második demonstrációja, amely több energiát hoz létre, mint amennyit felhasznál, egy másik fontos jelző, amely arra utal, hogy eljöhet a fúzió ideje.

Az atomok összetörésével energiát termelni jelentős ígéretet rejt magában, mivel az üzemanyag bőséges, kis mennyiségben szükséges, és a reakciók kevés hosszú élettartamú radioaktív hulladékot termelnek, és nincs szén-dioxid-kibocsátás. A probléma az, hogy a fúzió kezdeményezése általában használ sokkal több energiát termel, mint amennyit a reakció generál, így egy kereskedelmi forgalomban lévő fúziós erőmű jelenleg távoli álom.

Tavaly decemberben azonban a Lawrence Livermore National Laboratory tudósai jelentős áttörést értek el, amikor elérte a „fúziós gyújtást” az első alkalommal. A kifejezés olyan fúziós reakcióra utal, amely több energiát termel, mint amennyit bevittek, és önfenntartóvá válik.

Most a National Ignition Facility csapata megismételte a bravúrt, a jelentés szerint Financial Times. És ezúttal még nagyobb energiahozamot produkáltak, mint az előző demonstráción, ami azt sugallja, hogy a haladás felgyorsul.

"Amióta 2022 decemberében először bemutattuk a fúziós gyújtást a National Ignition Facility-ben, folytatjuk a kísérleteket ennek az izgalmas új tudományos rendszernek a tanulmányozására. Egy július 30-án végzett kísérletben megismételtük a gyújtást a NIF-nél” – mondta el a laboratórium szóvivője. FT. „Szokásos gyakorlatunknak megfelelően tervezzük, hogy ezekről az eredményekről beszámolunk a közelgő tudományos konferenciákon és lektorált kiadványokban.”

A National Ignition Facility az inerciális bezártságnak nevezett fúziós megközelítést alkalmazza, amelyben 192 hihetetlenül erős lézerből álló tömböt lőnek be egy arany tartályba, közepén egy apró tüzelőanyag-pellettel. A tüzelőanyag-pellet a hidrogén két különböző izotópjából, a deutériumból és a tríciumból áll.

Ahogy a lézerek az aranytartály belsejébe ütköznek, röntgensugarakat generálnak, amelyek felmelegítik és rendkívül magas szintre tömörítik az üzemanyagpelletet, így plazmát hoznak létre. Ez megteremti a feltételeket az üzemanyag hidrogénatomjainak összeolvadásához és héliumatomok létrehozásához, amelyek során energiakitörés szabadul fel. Az egész folyamat mindössze egy milliárdod másodpercig tart, és az üzemanyagpellet is csak egy milliméter átmérőjű, de ez még mindig elég jelentős mennyiségű energia előállításához.

A tavalyi teszt során a létesítmény 3.15 megajoule energiát tudott előállítani, ami nagyjából 50 százalékkal több, mint a lézersugarak energiája. Ezúttal afordulóban a csoport generáld több mint 3.5 megajoule, ami néhány hónap alatt jelentős javulást jelent.

A javulás kulcsa lefelé van nak nek Jeremy Chittenden, a londoni Imperial College-ban a kutatók egyre jobban megértik, hogyan szabályozzák a mögöttes fúziós reakciót mondta New Scientist. A plazma hosszabb ideig tartó karbantartásával a csapat több energiát tudott kipréselni a folyamatból.

Nagyon sok figyelmeztetés van. Kezdetben, míg a reakciók több energiát generáltak, mint a lézersugarakban, valójában a lézerek és a létesítmény többi része jelentős energiát használt.y több energiát. Ahhoz, hogy egy fúziós reaktor életképes legyen, lényegesen több energiát kell termelnie, mint az erőmű működéséhez szükséges teljes energia.

Ráadásul a fúziónak a laboratóriumban alkalmazott megközelítése nem különösebben megfelelő nak nek működő erőmű létrehozása. Ez tart egy teljes nap Egyetlen ilyen gyújtási kísérletet kell létrehozni, mert a lézereknek időre van szükségük a lehűléshez, és a kutatóknak kézzel kell cserélniük az üzemanyagpelletet. Jelentős mennyiségű energia előállításához a reakciót másodpercenként többször le kell futtatnia.

híd egyéb erőfeszítéseket A fúziós reaktor létrehozása a mágneses elzárásnak nevezett megközelítésre támaszkodik, amelyben rendkívül erős mágneseket használnak a magas hőmérsékletű plazma hosszú ideig történő tárolására. az idő. Bár ezek közül még egyik sem érte el a fúziós gyújtást, a megközelítés valószínűleg alkalmasabb egy kereskedelmi erőmű építésére.

De még ha nem is valószínű, hogy lefektetik a jövőbeli fúziós erőművek terveit, a NIF bemutatása a fúziós gyújtásról és az energiahozamok terén elért gyors előrehaladása valószínűleg jelentős bátorítást jelent majd a területen.

A kép forrása: Lawrence Livermore National Laboratory/Reuters

Időbélyeg:

Még több Singularity Hub