NaukaTechnologia

DODATNI BILANS ENERGETYCZNY FUZJI TERMOJĄDROWEJ

Fizyk o badaniu z zasilaną laserowo fuzją jądrową: uzyskane wyniki przełomowe w tej dziedzinie nauki.

Eksperyment z zasilaną laserowo fuzją jądrową i wyniki uzyskane przez zespół z amerykańskiego Lawrence Livermore National Laboratory – są przełomowe. Stanowią milowy krok w pracach nad inercyjną fuzją termojądrową – powiedział PAP fizyk, dr Marcin Rosiński z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy im. S. Kaliskiego.

Departament Energii Stanów Zjednoczonych ogłosił we wtorek, że w działającym w Kalifornii National Ignition Facility (NIF) udało się uzyskać dodatni bilans energetyczny w procesie fuzji termojądrowej z wykorzystaniem promieniowania laserowego dużej mocy. Jak twierdzą naukowcy, to kluczowy moment, pierwszy krok w kierunku osiągnięcia “źródła energii, które zrewolucjonizuje świat”.

O tym, co to oznacza oraz o innych badaniach nad fuzją opowiada PAP dr inż. Marcin Rosiński, kierownik Zakładu Fizyki i Zastosowań Plazmy Laserowej w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy im. Sylwestra Kaliskiego w Warszawie.

?Szczegółowe dane naukowe podlegają właśnie procesowi analizy, ale na pewno możemy mówić o bardzo dobrych wiadomościach. Energia wytworzona w reakcji syntezy była większa (3,15 MJ) niż energia dostarczona do paliwa termojądrowego (2,05 MJ). Przeprowadzony eksperyment i uzyskane wyniki są przełomowe w tej dziedzinie nauki i stanowią milowy krok w pracach badawczych nad inercyjną fuzją termojądrową gdzie, z wykorzystaniem silnych wiązek promieniowania lasera można wystarczająco precyzyjnie skompresować paliwo termojądrowe, aby efektywność procesu syntezy była jak największa? – twierdzi dr Rosiński.

W NIF prowadzone są badania nad fuzją termojądrową wyzwalaną z pomocą potężnych laserów, czyli nieco inaczej niż w większości badań eksperymentalnych prowadzonych w Europie w wersji z magnetycznym utrzymaniem plazmy.

Promienie rentgenowskie 121322
Aby wywołać zapłon termojądrowy, energia lasera National Ignition Facility jest przekształcana w promienie rentgenowskie wewnątrz hohlraum, które następnie ściskają kapsułkę paliwa, aż imploduje, tworząc plazmę o wysokiej temperaturze i ciśnieniu.

?Można powiedzieć, że istnieją dwie gałęzie prac nad fuzją termojądrową. Mówimy tutaj o urządzeniach fuzyjnych, w których inicjacja syntezy odbywa się zgoła inaczej. W obu przypadkach jako paliwa używa się izotopów wodoru (Deuteru i Trytu). W jednym wykorzystuje się moc potężnych laserów – tak jak w NIF, w drugim pułapkę magnetyczną (urządzenia typu Tokamak i Stellerator), w której zamknięta jest rzadka plazma krążąca wewnątrz urządzania (…). Dzięki czemu procesy syntezy zachodzą wolniej i mniej dynamicznie przez co mogą być łatwiej sterowalne” – wyjaśnia ekspert.

Ostateczny cel eksperymentów obu rodzajów to wytwarzanie energii na potrzeby ludzkości. Zasoby paliwa (izotopy wodoru) w praktyce byłyby bowiem niemal niewyczerpane, a ilość odpadów ma być dużo mniejsza, niż w przypadku typowych elektrowni jądrowych. Na to trzeba będzie jednak jeszcze poczekać.

?W obu przypadkach czeka naukowców jeszcze dużo pracy, gdyż droga do budowy komercyjnej elektrowni termojądrowej jest jeszcze dość skomplikowana. Najnowszy eksperyment pokazał jednak, że może być wykonalne jej stworzenie właśnie na bazie fuzji inercyjnej, czyli zasilanej laserami. Jednocześnie warto wspomnieć o niedawnym sukcesie eksperymentów prowadzonych w Wielkiej Brytanii, w urządzeniu typu tokamak JET (Joint European Torus), gdzie również uzyskano dodatni bilans energetyczny. Ogromne nadzieje wiąże się z europejskim programem EUROfusion i w perspektywie z nowym tokamakiem o nazwie ITER. W Europie dominują badania nad fuzją na urządzenia typu tokamak, czyli magnetyczne utrzymanie plazmy. Nasz Instytut także jest w ten program zaangażowany i koordynuje badania nad syntezą termojądrową w Polsce? – mówi dr Rosiński.

Oba podejścia – lasery i tokamaki – wymagają pokonania niezliczonych wyzwań.

?Opisany właśnie eksperyment w NIH przypomina trochę próbę trafienia 192 szpileczkami w ziarnko pieprzu, tak aby wszystkie szpileczki uderzyły jednocześnie, przy tym nie przebiły ziarenka, ale ścisnęły je z idealną dokładnością do bardzo dużej gęstości, aby zaszła w nim pożądana reakcja. To tylko bardzo ogólna próba zobrazowania procesu i z uwagi na dużą niedokładność i pojawiające się niestabilności w przypadku eksperymentu NIF używa się specjalnych tarcz typu hohlraum. Wykorzystuje się w nich pośrednie oddziaływanie wiązki laserowej z przykładowym pieprzem poprzez cylinderek złoty, w który trafia laser i generuje silne promieniowanie rentgenowskie, które kompresuje paliwo? – o fuzji w NIF opowiada badacz.

hohlraum 121322
Hohlraum, w którym znajduje się rodzaj celu kriogenicznego użytego do osiągnięcia zapłonu 5 grudnia 2022 r. W National Ignition Facility LLNL.

Niestety, jeśli chodzi o prognozy, to obecnie raczej nie da się określić czasu, kiedy mogłaby powstać pierwsza elektrownia i na jakiej technologii będzie oparta.

?Eksperymentalne urządzanie badawcze, europejski tokamak ITER miał działać już od kilku lat, jednak ze względu na konieczność przeprowadzania dodatkowych badań i skalę przedsięwzięcia jego uruchomienie jest przesunięte w czasie, ale budowa jest mocno zawansowana i pierwszej plazmy spodziewamy się w okolicach roku 2025/26? – przypomina dr Rosiński.

?Przyczyn jest wiele. Wyzwania technologiczne są potężne i w tego typu projekty zaangażowane są praktycznie wszystkie gałęzie nauki. Potrzebne są materiały, które wytrzymają ogromne gradienty temperatur, potężne ciśnienia oraz poradzą sobie z silnymi strumieniami neutronów i innych cząstek. Opracowywane są metody wytwarzania i odzyskiwania trytu wewnątrz urządzenia, gdyż jego dostępność na Ziemi jest ograniczona. W przypadku badań nad fuzją laserową, aby mogła mieć praktyczne zastosowanie konieczna jest budowa laserów o większej repetycji (aby częstotliwość oddziaływania z kulką paliwową mogła zachodzić częściej) i bardziej wydajnych oraz być wyposażona w nowe technologie? – dodaje specjalista.

Wyzwania mają jednak naturę nie tylko technologiczną.

?Koszty takich projektów są ogromne. Żaden kraj europejski, samodzielnie nie mógłby się podjąć tego typu programu. Dlatego np. w EUROfusion bierze udział wiele krajów europejskich oraz w projekcie ITER również spoza Europy. Amerykanie szukają natomiast partnerów w sektorze prywatnym, który jednak inwestując gigantyczne środki liczy na zyski, na które jeszcze za wcześnie. To nie wszystko, wiele zależy od polityki. Obecnie, ludzkość nadal ma dostęp do paliw kopalnych i je wykorzystuje do produkcji energii, co ogranicza finansowanie możliwości badań nad fuzją. Zasoby paliw kopalnych wciąż się kurczą, ich pozyskanie jest coraz trudniejsze, a ich spalanie przyczynia się do występowania efektu cieplarnianego. Fuzja termojądrowa jest energią czystą co zdecydowanie byłoby na korzyść dla naszej planety. Dlatego przełom uzyskany w NIF pozwala z optymizmem patrzeć na nieodległy horyzont i wierzyć, że energią przyszłości będzie energia z fuzji termojądrowej, nad którą naukowcy dalej pracują? – podkreśla dr Rosiński. 

Nauka w Polsce | Marek Matacz

Źródło informacji: PAP

Zdjęcia: LLNL | CC BY-NC-SA 4.0

Zdjęcie tytułowe: Komora docelowa National Ignition Facility LLNL, w której 192 wiązki laserowe dostarczyły ponad 2 miliony dżuli energii do maleńkiej pastylki paliwa, aby wywołać zapłon termojądrowy, 5 grudnia 2022 r.

Opinie i poglądy opublikowane na portalu cocomac.pl są wyłącznie opiniami i poglądami ich Autorów. Nie należy ich utożsamiać z poglądami redakcji. Również opinie wyrażane w publikowanych informacjach nie odzwierciedlają poglądów redakcji i wydawcy, a mają charakter informacyjny.
Widzisz błąd w artykule, niedziałający link? Poinformuj nas o tym poprzez formularz kontaktowy lub mailem! Dziękujemy.

TO TEŻ CIEKAWE:

KOT W DOMU – ZA I PRZECIW

Obecność mruczka w domu może nam pomóc czy zaszkodzić? Kot w domu? To bardzo dobry pomysł, choć nie dla wszystkich.…

KUNY CORAZ WIĘKSZE

Ocieplenie klimatu powoduje zwiększanie rozmiarów ciała kun w Europie. Masa ciała kun leśnych i domowych żyjących w Europie w ostatnich…

JAK PRZYGOTOWAĆ SIĘ DO BADAŃ

Jak przygotować się do badania mamograficznego, cytologicznego, kolonoskopii, gastroskopii, USG dróg moczowych, USG jamy brzusznej, PET/CT? USG jamy brzusznej należy…

NIE MA JAK BORÓWKI

Dlaczego borówki są ulubionym owocem dietetyków Według sondaży opinii publicznej, ulubionym owocem Polaków są truskawki. Tymczasem, rodzimi specjaliści ds. żywienia…

USUWANIE ZŁYCH NAWYKÓW

Psycholog o usuwaniu złych nawyków: każde nasze działanie ma jakiś cel Nie każde działanie nawykowe może wydawać się sensowne. Ale…

Ćwiczenie nr 3

PALCE – PIĘTY Pozycja do wykonania ćwiczenia: siedzącaIlość powtórzeń: 20Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: stabilne miejsce do siedzenia np. krzesło, kanapa,…

CZY MASZ JUŻ PROBLEM Z ALKOHOLEM

Siedem sygnałów, że masz problem z alkoholem Alkoholizm nie jest chorobą o piorunującym przebiegu. Jest kilka sygnałów, które ? w…

DEKAMERON – FERONDO W CZYŚĆCU

DZIEŃ TRZECI Opowieść VIII Pisownia oryginalna z 1930 roku Ferondo, połknąwszy pewien proszek, zostaje pogrzebany, jako człek wrzekomo martwy. Opat,…

NERKA OD ŚWINI. KSENOTRANSPLANTACJA

Świńskie organy będą ratować ludzkie życie? W ostatnim czasie kilka grup ogłosiło sukcesy w eksperymentach z przeszczepianiem narządów pobranych od…

NOWY MODEL ZEGARKA CASIO

Casio wprowadza na rynek zegarek G-STEEL Spółka Casio Computer Co., Ltd. ogłosiła dzisiaj wprowadzenie na rynek czterech nowych modeli zegarków…

POLSKIE NIETOPERZE

Nie wplątują się we włosy; nie piją krwi; polskie gatunki nietoperzy są owadożerne Nietoperze nie wplątują się we włosy. Polskie…

WĄŻ W BUDCE LĘGOWEJ

Zaskroniec zamieszkał w budce lęgowej dla ptaków. Leśnicy z nadleśnictwa Wichrowo (woj. warmińsko-mazurskie) znaleźli zaskrońca, który zamieszkał w budce lęgowej…

ŁADNIEJSI SĄ ZDROWSI

Badania: bardziej atrakcyjne osoby są też zdrowsze. Osoby o ponadprzeciętnej atrakcyjności wydają się być zauważalnie zdrowsze niż te, które są…

50+ TO NIE SENIOR

Impact?21: pokolenia 50 plus nie chcą być nazywane przez marketingowców ?seniorami?. Rosnąca wskutek zmian demograficznych grupa klientów 50 plus nie…

ŚPIEW TO ZDROWIE

Wyśpiewaj sobie zdrowie! Poprawia nastrój, zmniejsza poczucie osamotnienia, może nawet usprawniać pamięć i zdolności poznawcze. Działa szczególnie dobrze, gdy dzieli…

BULDOG FRANCUSKI

Buldog francuski – opis, żywienie, pielęgnacja, wychowanie. Zainteresowanie buldogiem francuskim jest obecnie bardzo duże. Hodowli tej rasy jest w Polsce dość…

ZBADANO GENOMY POLAKÓW

Projekt Nasze Genomy, czyli genetyczny portret Polaków. W ramach projektu naukowego Nasze Genomy udało się stworzyć bazę wariantów genetycznych populacji…

H&M HOME: RĘKODZIEŁO

Z miłości do rzemiosła. Udekoruj swój dom pięknymi detalami, wykonanymi ręcznie z naturalnych materiałów, takich jak len, drewno akacjowe, terakota,…

MARIHUANA – NA ZDROWIE

Coraz więcej wiemy o medycznej marihuanie. Marihuana budzi kontrowersje. Niewątpliwie jest substancją psychoaktywną, która może prowadzić do uzależnienia. Z drugiej…

KRÓLEWSKI OGRÓD ŚWIATŁA

Królewski Ogród Światła w Wilanowie powraca! Ulubiona jesienno-zimowa wystawa warszawiaków rozbłysła 8 października 2022 r. po raz jedenasty. W tym…

SEKSUALNOŚĆ U KRESU ŻYCIA

U kresu życia. Wtedy także jest miejsce na seksualność. Seksualność to nie tylko stosunek, ale przede wszystkim głęboka więź między…

WYKĄPAĆ SIĘ W LESIE

Shinrin-yoku, czyli wykąp się lesie. Metoda opracowana w Japonii staje się coraz popularniejsza także w Polsce. Kąpiele leśne poprawiają odporność…

JAK ZAWIĄZAĆ KRAWAT

Instrukcja wiązania krawata. Rodzaje węzłów. Jan Adamski O WIĄZANIU KRAWATA O wiązaniu krawata napisano już absolutnie wszystko co było do napisania.…

AUDI TT RS COUPE ICONIC

Ekskluzywna limitowana edycja Audi TT RS Coupé iconic edition zachwyca innowacyjnym designem i dynamiką. Audi TT Coupé ma już 25…

WAKACJE NAD BAŁTYKIEM

Co się czai pod wodą W raporcie Najwyższej Izby Kontroli z roku 2020 możemy przeczytać, że eksperci uważają Bałtyk za…

TRAKTUJESZ PSA JAK CZŁOWIEKA?

Humanizacja psów ? kiedy posuwamy się za daleko? Chcemy dla swoich psów wszystkiego, co najlepsze. Zapędzamy się jednak za daleko, a…

NA DRODZE DO HOMO CYBER

Firma Elona Muska testuje wszczepiane do mózgu chipy, które mają połączyć umysł z komputerem. O możliwej ewolucji Homo sapiens w…

W KLESZCZACH KLESZCZA

Kleszcze ? wszystko co musisz o nich wiedzieć W maju zaczyna się szczytowy okres aktywności kleszczy. Warto więc zweryfikować swoją…

TRUDNA ROZMOWA Z UMIERAJĄCYM

Jak rozmawiać z umierającym człowiekiem Każdy z nas prędzej czy później zetknie się z odchodzeniem kogoś bliskiego, bądź znajomego. Co…

DLACZEGO SIĘ KŁÓCIMY

Kłótnie w związku: zwykle świadczą o tym, co bardzo ważne i niedostrzeżone Kłótnie nie zawsze są złe. Często oznaczają, że…

NOWA KOMEDIA “KOMEDIANCI DEBIUTANCI”

Najlepsza europejska komedia ?Komedianci debiutanci?. Zwiastun i data premiery kinowej Niezwykła historia grupy więźniów, którzy grają w słynnej sztuce Samuela…

INTERNET UKŁADA NAM ŚWIAT

Agaton Koziński: dziś internet układa nam świat Mariusz Marszałkowski/Instytut Jagielloński: Jak ocenia pan dzisiejszą sytuację na świecie. Czy świat zachodni…

Ćwiczenie nr 12

MINI – PRZYSIADY Pozycja do wykonania ćwiczenia: stojąca.Ilość powtórzeń: 2 serie po 10 powtórzeń.Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: powierzchnię do oparcia…

DEKAMERON – SKĄPIEC GRIMALDI

DZIEŃ PIERWSZY Opowieść VIII Pisownia oryginalna z 1930 roku Wilhelm Borsiere ostremi słony wyszydza skąpstwo messera Ermina de Grimaldi. Siedząca…

KODEKS PRACY

Przesuwaj kolejne strony za pomocą strzałek ? ?  znajdujących się nad i pod dokumentem. Udostępnij na: Udostępnij na FacebookuTweetZapisz…

ESPADRYLE DAMSKIE

Espadryle damskie ? to podstawa wielu wiosennych stylizacji. Kiedy tylko zima zaczyna zbliżać się ku końcowi, kobiety gorączkowo zaczynają rozglądać…

POWIKŁANIA ZAKRZEPOWO-ZATOROWE

Powikłania zakrzepowo-zatorowe mogą dotyczyć pacjentów w każdym wieku. To problem często marginalizowany i odsuwany na boczny tor, który potrzebuje nagłośnienia…

MOTOSKANDYNAWIA CZĘŚĆ  5

16 lat przymierzałem się aby ponownie odwiedzić Skandynawię. A tu niespodziewanie, latem, okazało się, że mam czas i jakieś mizerne…

MINI CONCEPT ACEMAN

Pierwszy elektryczny model crossover w nowej rodzinie MINI. MINI prezentuje model studyjny jako zapowiedź nowej koncepcji pojazdu w segmencie małych…

JEDNA ŁADOWARKA DO WSZYSTKIEGO

PE: jedna ładowarka do wszystkich przenośnych urządzeń elektronicznych Parlament Europejski będzie negocjował z rządami państw UE na temat ostatecznego kształtu…


[CP_CALCULATED_FIELDS id=”7″]

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

error

Jeżeli artykuł Ci się podoba, to prosimy udostępnij go innym. :)

Skip to content