Các nhà vật lý đạt được mức tăng năng lượng ròng trong phản ứng nhiệt hạch lần thứ hai

Các nhà vật lý đạt được mức tăng năng lượng ròng trong phản ứng nhiệt hạch lần thứ hai

Dấu thời gian: 11:2023 sáng ngày 10 tháng 00 năm XNUMX
Các nhà vật lý đạt được mức tăng năng lượng ròng trong phản ứng nhiệt hạch lần thứ hai Thông minh dữ liệu PlatoBlockchain. Tìm kiếm dọc. Ái.

Năng lượng nhiệt hạch từ lâu đã được coi là một giấc mơ viển vông, nhưng trong những năm gần đây, công nghệ này dường như đang tiến gần hơn đến hiện thực. Minh chứng thứ hai về phản ứng nhiệt hạch tạo ra nhiều năng lượng hơn mức nó sử dụng là một dấu hiệu quan trọng khác cho thấy thời điểm của phản ứng tổng hợp có thể sắp đến.

Tạo ra năng lượng bằng cách cho các nguyên tử đập vào nhau hứa hẹn rất nhiều, bởi vì nhiên liệu dồi dào, cần thiết với số lượng rất nhỏ và các phản ứng tạo ra ít chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài và không có khí thải carbon. Vấn đề là bắt đầu hợp nhất thường sử dụng nhiều năng lượng hơn so với phản ứng tạo ra, làm cho một nhà máy nhiệt hạch thương mại trở thành một giấc mơ xa vời vào thời điểm hiện tại.

Tuy nhiên, vào tháng XNUMX năm ngoái, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore đã tạo ra một bước đột phá lớn khi họ đạt được "đánh lửa nhiệt hạch" lần đầu tiên. Thuật ngữ đề cập đến một phản ứng nhiệt hạch tạo ra nhiều năng lượng hơn năng lượng được đưa vào và trở nên tự duy trì.

Bây giờ nhóm nghiên cứu tại Cơ sở đánh lửa quốc gia đã lặp lại kỳ tích, theo một báo cáo trong Thời báo Tài chính. Và lần này họ đã tạo ra hiệu suất năng lượng thậm chí còn cao hơn so với lần trình diễn trước đó, cho thấy rằng tiến độ đang tăng tốc.

"Kể từ lần đầu tiên chứng minh quá trình đánh lửa nhiệt hạch tại Cơ sở đánh lửa quốc gia vào tháng 2022 năm 30, chúng tôi đã tiếp tục thực hiện các thí nghiệm để nghiên cứu chế độ khoa học mới thú vị này. Trong một thí nghiệm được tiến hành vào ngày XNUMX tháng XNUMX, chúng tôi đã lặp lại quá trình đánh lửa ở NIF,” một phát ngôn viên của phòng thí nghiệm cho biết. FT. “Theo thông lệ tiêu chuẩn của chúng tôi, chúng tôi dự định báo cáo những kết quả đó tại các hội nghị khoa học sắp tới và trong các ấn phẩm được đánh giá ngang hàng.”

Cơ sở đánh lửa quốc gia sử dụng một phương pháp hợp hạch gọi là giam cầm quán tính, trong đó một dãy gồm 192 tia laze cực mạnh được bắn vào một hộp vàng có một viên nhiên liệu nhỏ ở giữa. Viên nhiên liệu bao gồm hai đồng vị hydro khác nhau được gọi là deuterium và tritium.

Khi các tia laze chiếu vào bên trong hộp vàng, chúng tạo ra các tia X làm nóng và nén viên nhiên liệu ở mức cực cao, tạo ra plasma. Điều này tạo điều kiện cho các nguyên tử hydro của nhiên liệu hợp nhất với nhau và tạo ra các nguyên tử helium, giải phóng một luồng năng lượng trong quá trình này. Toàn bộ quá trình chỉ kéo dài một phần tỷ giây và viên nhiên liệu chỉ một milimet, nhưng điều này vẫn đủ để tạo ra một lượng năng lượng đáng kể.

Trong cuộc thử nghiệm năm ngoái, cơ sở này có thể tạo ra 3.15 megajoule năng lượng, cao hơn khoảng 50% so với năng lượng trong chùm tia laze. Thời gian này avòng, nhóm tạo rad hơn 3.5 megajoules, đánh dấu một sự cải thiện đáng kể chỉ trong vài tháng.

Chìa khóa để cải thiện là xuống đến sự hiểu biết ngày càng tăng của các nhà nghiên cứu về cách kiểm soát phản ứng nhiệt hạch cơ bản, Jeremy Chittenden tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn nói với New Scientist. Bằng cách duy trì plasma lâu hơn, nhóm nghiên cứu đã có thể thu được nhiều năng lượng hơn từ quy trình.

Có rất nhiều lưu ý. Để bắt đầu, trong khi các phản ứng tạo ra nhiều năng lượng hơn năng lượng trong các chùm tia laze, thì việc cung cấp năng lượng thực sự cho các tia laze và phần còn lại của cơ sở đã sử dụng đáng kể.y nhiều năng lượng hơn. Để một lò phản ứng nhiệt hạch hoạt động được, nó cần tạo ra nhiều năng lượng hơn đáng kể so với tổng năng lượng cần thiết để vận hành nhà máy.

Hơn nữa, cách tiếp cận hợp nhất được thực hiện tại phòng thí nghiệm không đặc biệt phù hợp đến tạo ra một nhà máy điện làm việc. phải mất cả ngày để thiết lập một thí nghiệm đánh lửa duy nhất như thế này vì các tia laser cần thời gian để nguội đi và các nhà nghiên cứu cần thay viên nhiên liệu bằng tay. Để tạo ra một lượng năng lượng đáng kể, bạn cần chạy phản ứng nhiều lần trong một giây.

Hầu hết những nỗ lực khác để tạo ra một lò phản ứng nhiệt hạch dựa trên một phương pháp gọi là giam giữ từ tính, trong đó nam châm cực mạnh được sử dụng để chứa plasma nhiệt độ cao trong thời gian dài thời gian. Mặc dù không cái nào trong số này đạt được sự đánh lửa nhiệt hạch, nhưng cách tiếp cận này có lẽ phù hợp hơn để xây dựng một nhà máy điện thương mại.

Nhưng ngay cả khi nó không có khả năng đặt ra các bản thiết kế cho các nhà máy điện nhiệt hạch trong tương lai, thì việc NIF chứng minh sự đánh lửa nhiệt hạch và tiến bộ nhanh chóng của nó về sản lượng năng lượng có thể sẽ mang lại sự khích lệ đáng kể cho lĩnh vực này.

Tín dụng hình ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore/Reuters

Dấu thời gian:

Thêm từ Trung tâm cá biệt