Fysikere oppnår netto energigevinst i en fusjonsreaksjon for andre gang

Fysikere oppnår netto energigevinst i en fusjonsreaksjon for andre gang

Tidsstempel: 11. august 2023 kl.10: 00
Fysikere oppnår netto energigevinst i en fusjonsreaksjon for andre gang PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Fusjonskraft har lenge vært sett på som en drøm, men de siste årene har teknologien sett ut til å nærme seg virkeligheten. Den andre demonstrasjonen av en fusjonsreaksjon som skaper mer kraft enn den bruker, er en annen viktig markør som antyder at fusjonens tid kan komme.

Å generere kraft ved å knuse sammen atomer har et betydelig løfte, fordi drivstoffet er rikelig, kreves i små mengder, og reaksjonene gir lite langlivet radioaktivt avfall og ingen karbonutslipp. Problemet er at initiering av fusjon vanligvis bruker mye mer energi enn reaksjonen genererer, noe som gjør et kommersielt fusjonsanlegg til en fjern drøm for tiden.

I desember i fjor gjorde imidlertid forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory et stort gjennombrudd da de oppnådd "fusjonstenning" for første gang. Begrepet refererer til en fusjonsreaksjon som produserer mer energi enn det ble satt inn og blir selvopprettholdende.

Nå har teamet ved National Ignition Facility gjentatt bragden, ifølge en rapport i Financial Times. Og denne gangen produserte de et enda høyere energiutbytte enn den forrige demonstrasjonen, noe som tyder på at fremgangen tar fart.

"Siden vi demonstrerte fusjonstenning for første gang ved National Ignition Facility i desember 2022, har vi fortsatt å utføre eksperimenter for å studere dette spennende nye vitenskapelige regimet. I et eksperiment utført 30. juli, gjentok vi tenning ved NIF, sier en talsperson for laboratoriet. FT. "Som standard praksis er, planlegger vi å rapportere disse resultatene på kommende vitenskapelige konferanser og i fagfellevurderte publikasjoner."

National Ignition Facility bruker en tilnærming til fusjon kalt treghetsbegrensning, der en rekke av 192 utrolig kraftige lasere skytes inn i en gullbeholder med en liten pellet med drivstoff i midten. Drivstoffpelleten består av to forskjellige isotoper av hydrogen kalt deuterium og tritium.

Når laserne treffer innsiden av gullbeholderen, genererer de røntgenstråler som varmer opp og komprimerer drivstoffpelleten til ekstremt høye nivåer, og skaper et plasma. Dette skaper forutsetninger for at drivstoffets hydrogenatomer kan smelte sammen og skape heliumatomer, og frigjøre en eksplosjon av energi i prosessen. Hele prosessen varer bare en milliarddels sekund og drivstoffpelleten er bare en millimeter på tvers, men dette er likevel nok til å generere en betydelig mengde energi.

Under fjorårets test kunne anlegget generere 3.15 megajoule energi, som var omtrent 50 prosent mer enn energien i laserstrålene. Denne gangen arunde, genererer gruppend mer enn 3.5 megajoule, som markerer en betydelig forbedring på bare noen måneder.

Nøkkelen til forbedringen er nede til forskernes økende forståelse av hvordan man kan kontrollere den underliggende fusjonsreaksjonen, Jeremy Chittenden ved Imperial College London fortalte New Scientist. Ved å opprettholde plasmaet lenger, klarte teamet å presse mer energi ut av prosessen.

Det er mange forbehold. Til å begynne med, mens reaksjonene genererte mer energi enn det som var i laserstrålene, brukte faktisk strøm til laserne og resten av anlegget betydeligy mer energi. For at en fusjonsreaktor skal være levedyktig, må den generere betydelig mer kraft enn den totale energien som kreves for å drive anlegget.

Dessuten er tilnærmingen til fusjon tatt på laboratoriet ikke spesielt godt egnet til opprette et fungerende kraftverk. Det tar en hel dag å sette opp et enkelt tenningseksperiment som dette fordi laserne trenger tid på å avkjøles, og forskerne må bytte ut drivstoffpelleten manuelt. For å generere en betydelig mengde strøm må du kjøre reaksjonen flere ganger i sekundet.

bro annen innsats for å lage en fusjonsreaktor stole på en tilnærming som kalles magnetisk inneslutning, der ultrakraftige magneter brukes til å inneholde høytemperaturplasma i lengre perioder av tiden. Selv om ingen av disse ennå har oppnådd fusjonstenning, er tilnærmingen sannsynligvis mer mottagelig for å bygge et kommersielt kraftverk.

Men selv om det er usannsynlig å legge ned planene for fremtidige fusjonskraftverk, vil NIFs demonstrasjon av fusjonstenning og dens raske fremgang i energiutbytte sannsynligvis gi betydelig oppmuntring til feltet.

Bildekreditt: Lawrence Livermore National Laboratory/Reuters

Tidstempel:

Mer fra Singularity Hub