นักฟิสิกส์ได้รับพลังงานสุทธิในปฏิกิริยาฟิวชันเป็นครั้งที่สอง

นักฟิสิกส์ได้รับพลังงานสุทธิในปฏิกิริยาฟิวชันเป็นครั้งที่สอง

Time Stamp: 11 สิงหาคม 2023 10:00
นักฟิสิกส์ได้รับพลังงานสุทธิจากปฏิกิริยาฟิวชั่นเป็นครั้งที่สอง PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

พลังฟิวชั่นถูกมองว่าเป็นเพียงความฝัน แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีนี้ดูเหมือนจะเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น การสาธิตครั้งที่สองของปฏิกิริยาฟิวชันที่สร้างพลังงานมากกว่าที่ใช้เป็นเครื่องหมายสำคัญอีกอย่างหนึ่งที่บ่งบอกว่าเวลาของฟิวชันอาจมาถึงแล้ว

การสร้างพลังงานโดยการทำให้อะตอมแตกเป็นชิ้นๆ นั้นถือเป็นคำมั่นสัญญาที่ดี เพราะเชื้อเพลิงมีมากมาย ต้องการในปริมาณเล็กน้อย และปฏิกิริยาดังกล่าวก่อให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาวเพียงเล็กน้อยและไม่มีการปล่อยคาร์บอน ปัญหาคือการเริ่มต้นฟิวชั่นโดยทั่วไป ใช้ มีพลังงานมากกว่าที่ปฏิกิริยาสร้างขึ้น ทำให้โรงงานฟิวชันเชิงพาณิชย์กลายเป็นความฝันอันไกลโพ้นในปัจจุบัน

เมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์จาก Lawrence Livermore National Laboratory ได้ค้นพบความก้าวหน้าครั้งสำคัญเมื่อพวกเขา บรรลุ “การจุดระเบิดแบบฟิวชัน” ครั้งแรก ระยะ หมายถึง ปฏิกิริยาฟิวชันที่ผลิตพลังงานมากกว่าที่ป้อนเข้าไปและคงอยู่ในตัวเอง

ตอนนี้ทีมงานของ National Ignition Facility ได้ทำซ้ำแล้วซ้ำเล่า ตามรายงานใน ไทม์ทางการเงิน. และคราวนี้พวกเขาให้ผลผลิตพลังงานที่สูงกว่าการสาธิตครั้งก่อน ซึ่งบ่งชี้ว่าความคืบหน้ากำลังรวบรวมอย่างรวดเร็ว

"นับตั้งแต่การสาธิตการจุดระเบิดด้วยฟิวชันเป็นครั้งแรกที่ National Ignition Facility ในเดือนธันวาคม 2022 เราก็ได้ทำการทดลองอย่างต่อเนื่องเพื่อศึกษาระบบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ที่น่าตื่นเต้นนี้ ในการทดลองเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม เราได้จุดระเบิดซ้ำอีกครั้งที่ NIF” โฆษกของห้องปฏิบัติการบอกกับ FT. “ตามแนวทางปฏิบัติมาตรฐานของเรา เราวางแผนที่จะรายงานผลลัพธ์เหล่านั้นในการประชุมทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังจะมีขึ้นและในสิ่งพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อน”

National Ignition Facility ใช้วิธีการฟิวชั่นที่เรียกว่า inertial confinement ซึ่งเลเซอร์ที่ทรงพลังอย่างไม่น่าเชื่อจำนวน 192 ชุดถูกยิงเข้าไปในกระป๋องทองคำที่มีเชื้อเพลิงเม็ดเล็กๆ อยู่ตรงกลาง เม็ดเชื้อเพลิงประกอบด้วยไอโซโทปของไฮโดรเจน XNUMX ชนิดที่เรียกว่า ดิวทีเรียมและทริเทียม

เมื่อเลเซอร์กระทบด้านในของกระป๋องทองคำ พวกมันจะสร้างรังสีเอกซ์ที่ให้ความร้อนและบีบอัดเม็ดเชื้อเพลิงให้อยู่ในระดับที่สูงมาก ทำให้เกิดพลาสมา สิ่งนี้สร้างเงื่อนไขให้อะตอมไฮโดรเจนของเชื้อเพลิงหลอมรวมกันและสร้างอะตอมของฮีเลียม ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในกระบวนการนี้ กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาเพียงหนึ่งในพันล้านของวินาที และเชื้อเพลิงเม็ดก็เพียง หนึ่ง มิลลิเมตร แต่ก็ยังเพียงพอที่จะสร้างพลังงานจำนวนมาก

ในระหว่างการทดสอบเมื่อปีที่แล้ว โรงงานสามารถสร้างพลังงานได้ 3.15 เมกะจูล ซึ่งมากกว่าพลังงานในลำแสงเลเซอร์ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ เวลานี้ aรอบกลุ่มสร้างd มากกว่า 3.5 เมกะจูล ซึ่งนับเป็นการปรับปรุงที่สำคัญในเวลาเพียงไม่กี่เดือน

กุญแจสำคัญในการปรับปรุงลดลง ไปยัง ความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นของนักวิจัยเกี่ยวกับวิธีการควบคุมปฏิกิริยาฟิวชันพื้นฐาน Jeremy Chittenden จาก Imperial College London บอก นักวิทยาศาสตร์นิว. การรักษาพลาสมาให้นานขึ้นทำให้ทีมสามารถบีบพลังงานออกจากกระบวนการได้มากขึ้น

มีข้อแม้มากมาย สำหรับการเริ่มต้น ในขณะที่ปฏิกิริยาสร้างพลังงานมากกว่าในลำแสงเลเซอร์ การจ่ายพลังงานให้กับเลเซอร์และส่วนอื่นๆy พลังงานมากขึ้น เพื่อให้เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันทำงานได้ จะต้องสร้างพลังงานมากกว่าพลังงานทั้งหมดที่จำเป็นต่อการเดินเครื่องของโรงงาน

ยิ่งไปกว่านั้น วิธีการฟิวชั่นที่ทำในห้องแล็บยังไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง ไปยัง สร้างโรงไฟฟ้าที่ใช้งานได้ ใช้เวลา เต็มวัน เพื่อทำการทดลองการจุดระเบิดเพียงครั้งเดียวเช่นนี้ เนื่องจากเลเซอร์ต้องใช้เวลาในการทำให้เย็นลง และนักวิจัยจำเป็นต้องเปลี่ยนเม็ดเชื้อเพลิงด้วยตนเอง ในการสร้างพลังงานจำนวนมาก คุณต้องเรียกใช้ปฏิกิริยาหลายครั้งต่อวินาที

ส่วนมาก ความพยายามอื่นๆ ในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันต้องพึ่งพาวิธีการที่เรียกว่าการคุมขังด้วยแม่เหล็ก ซึ่งแม่เหล็กกำลังสูงพิเศษถูกใช้เพื่อบรรจุพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงเป็นระยะเวลานาน ของเวลา. แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะยังไม่ประสบความสำเร็จในการจุดระเบิดแบบฟิวชัน แต่แนวทางนี้น่าจะสอดคล้องกับการสร้างโรงไฟฟ้าเชิงพาณิชย์มากกว่า

แต่แม้ว่าจะไม่น่าจะวางพิมพ์เขียวสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชันในอนาคต แต่การสาธิตการจุดระเบิดด้วยฟิวชันของ NIF และความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านผลผลิตพลังงานก็น่าสนับสนุนอย่างมากสำหรับภาคสนาม

เครดิตรูปภาพ: Lawrence Livermore National Laboratory / Reuters

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก Hub เอกพจน์

ซุปเปอร์เอิร์ธมีขนาดใหญ่กว่าและอยู่อาศัยได้มากกว่าโลก และนักดาราศาสตร์กำลังค้นพบมากกว่าพันล้านที่พวกเขาคิดว่าอยู่ข้างนอก

คลัสเตอร์ต้นทาง:
โหนดต้นทาง: 1677404
ประทับเวลา: กันยายน 22, 2022