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:

ŻYCIE BEZ KRTANI

Bez krtani wciąż można nieźle żyć, choć inaczej. Dzięki krtani mówimy i oddychamy. Mało kto jednak zdaje sobie sprawę z…

PANDEMIA A ALKOHOL

Pandemia. Czy w Polsce zmienił się model picia? Stres jest uważany za jeden z najsilniejszych wyzwalaczy picia alkoholu. Poniekąd alkohol…

MIKOŁAJ KOPERNIK NA ZAMKU KRÓLEWSKIM

Wystawa z okazji 550. urodzin Mikołaja Kopernika na Zamku Królewskim. Pierwsze wydanie przełomowego dzieła Kopernika ?De revolutionibus orbium ceolestium?, cenne…

DIETETYK CZY DIETETYK KLINICZNY

Na początku odpowiedzmy sobie na pytanie. Dlaczego dopasowana dietoterapia jest tak istotna? Po prostu dlatego, żebyśmy nie zrobili sobie krzywdy.…

CITROËN & CHOPIN

Premiera teledysku Citroën & Chopin: Voyage. Fortepian nad polskim morzem. Co łączy postacie Fryderyka Chopina i Andre Citroëna? Obaj byli…

SUKCES POLAKÓW DOTYCZĄCY MIKRO RNA

Przełom Polaków: mapa nowotworowych mutacji w genach związanych z mikroRNA Badacze z Poznania przeanalizowali ogromną bazę danych o komórkach nowotworowych…

SWOBODNY KWARK POWABNY

ALICE wykazuje, że swobodny kwark powabny ma masę. Masz problem, żeby dowiedzieć się, ile tak naprawdę ważysz, bo waga w…

DEKAMERON – ZNALEZIONE DZIECI

DZIEŃ DRUGI Opowieść VI Pisownia oryginalna z 1930 roku Panią Beritolę odnaleziono wraz z łanią na wyspie. Straciwszy dwóch swoich…

PIES BOO CZYLI SZPIC MINIATUROWY

Pies Boo – poznaj psa, który stał się gwiazdą social mediów. Polska jest jednym z wielu krajów, w których pies Boo…

Ćwiczenie nr 4

MARSZ NA SIEDZĄCO Pozycja do wykonania ćwiczenia: siedząca.Ilość powtórzeń: 20.Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: stabilne miejsce do siedzenia np. krzesło, kanapa,…

BIEGUNKA: CO JEŚĆ I PIĆ, BY SOBIE POMÓC

Zjedzenie niedogotowanego mięsa, niestarannie umytego jabłka może skończyć się biegunką, wywołaną przez patogeny w skażonej żywności. Biegunka może być też…

JAK DOBRAĆ STANIK (VIDEO)

Stanikowe dylematy – pytania do brafitterki. Opinie i poglądy opublikowane na portalu cocomac.pl są wyłącznie opiniami i poglądami ich Autorów.…

UZALEŻNIENIE A MIŁOŚĆ

Uzależnienie ma wpływ na miłość. Każde. Walentynki ? święto zakochanych. Czy uzależnienia wpływają na jakość związków? W Polsce co piąta…

DEKAMERON – PIELGRZYM

DZIEŃ TRZECI Opowieść VII Pisownia oryginalna z 1930 roku Tedaldo, w niezgodzie z swoją damą będący, opuszcza Florencję. Po pewnym…

GDY SPOTKASZ W LESIE ZWIERZA

Spotkałeś wilka lub dzika? Zobacz, czego nigdy nie robić. Las jest nie tylko miejscem wypoczynku i relaksu dla ludzi, ale…

KOMPLEKSOWA USTAWA ANTYLICHWIARSKA

Ministerstwo Sprawiedliwości: kompleksowa ustawa antylichwiarska przyjęta przez rząd. Komunikat. – Ministerstwo Sprawiedliwości informuje: Rząd przyjął, przygotowany w Ministerstwie Spraw…

POSTĘP W LECZENIU CHŁONIAKÓW

Nowy mechanizm eliminacji białka odpowiedzialnego za rozwój chłoniaków odkryty m.in. przez Polaków Za rozwój chłoniaków odpowiada źle działające białko BCL6.…

JAK SIĘ UBRAĆ NA WESELE

PORADNIK DLA OJCA PANA MŁODEGO/ PANNY MŁODEJ. Jan Adamski Ojcowie panny młodej i pana młodego odgrywają podczas ślubu i wesela…

PIJAWKI LEKARSKIE

Dawna metoda stosowana i dziś Te zwierzątka u niewielu budzą przyjazne uczucia, ale medycynie znane są od setek lat ?…

BUDOWANIE ODPORNOŚCI ORGANIZMU A DIETA

Jak dietą wpływać na odporność organizmu Zarówno niedożywienie, jak i przekarmienie osłabiają działanie naszego układu immunologicznego. Sprawdź, co konkretnie powinno…

OŁÓW – CICHY ZABÓJCA

Zabójczy ołów. Ołów może zabijać, i nie chodzi tu o kule, a jego mikroskopijne ilości w skażonym otoczeniu. Nie ulega…

PROFILAKTYKA 40+

Program Profilaktyka 40plus już od lipca. W lipcu rusza program Profilaktyka 40+ gwarantujący każdemu Polakowi powyżej 40. roku życia możliwość…

ROZGRYZANIE MÓZGU

Wiele problemów psychicznych wynika z braku zrozumienia, jak działają nasze umysły. O mózgu wiemy co najwyżej promil tego, co chcielibyśmy…

UKĄSZENIE  OWADA

Jak radzić sobie z ukąszeniami owadów i pajęczaków? Lato rozkręciło się na dobre, a wraz z nim wrócił problem gryzących…

BULIMIA – TO CHOROBA!

Osoba, która ma bulimię bardzo rzadko mówi o sobie, że jest chora. Raczej jest przekonana, że to kwestia słabej woli,…

IRINA SHAYK I ZARA

Kapsułowa kolekcja “A NEW SENSUALITY”, którą reklamuje Irina Shayk. Po ikonach lat 90., Kate Moss i Natalii Vodianovej, kolejna supermodelka…

DEKAMERON – MELCHISEDECH LICHWIARZ

DZIEŃ PIERWSZY Opowieść III Pisownia oryginalna z 1930 roku Melchisedech ? żydowin, opowieścią o trzech pierścieniach salwuje się z niebezpieczeństwa,…

ANDROPAUZA

Andropauza: czy taki diabeł straszny, jak go malują? Andropauza: często ignorowana, mniej gwałtowna niż kobieca menopauza, ale równie ważna i…

FIBROMIALGIA

Co to jest i jak się ją diagnozuje? Tego schorzenia nie widać, a powoduje istotne cierpienie. Nie pokażą jej testy…

Ćwiczenie nr 3

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

MONITOR Z 240 HZ EKRANEM OLED

LG wprowadza na rynek monitory UltraGear do gier z pierwszym na świecie 240-hercowym ekranem OLED. LG Electronics na targach CES…

DEKAMERON – ZAKOCHANY STARZEC

DZIEŃ PIERWSZY Opowieść X Pisownia oryginalna z 1930 roku Mistrz Albert z Bolonji zawstydza białogłowę, która chciała sobie zeń zadrwić…

JEŻ JESIENIĄ W POTRZEBIE

Jak pomóc jeżowi, by nie zaszkodzić. Nawet do końca listopada jeże mogą szukać miejsc, gdzie bezpiecznie spędzą zimę. Niektóre z…

LEXUS LX

LEXUS LX Z TRZEMA RODZAJAMI KABINY I WERSJĄ F SPORT Lexus LX jest największym SUV-em marki. Samochód zadebiutował w 1996…

DEKAMERON – KOŃ I ŻONA

DZIEŃ TRZECI Opowieść V Pisownia oryginalna z 1930 roku Strojniś czyni ze swego rumaka dar dla messera Francesca Vergellesi. Za…

KAWA – PLUTA CZY WYDALONA?

Zwierzęca odróbka kawy. Niszowe kawy parzone są z ziaren odzyskanych ze zwierzęcych odchodów lub wyplutych przez małpy gustujące w łupinach.…

KOT ROSYJSKI NIEBIESKI

Kot rosyjski niebieski ? opis, charakter, opinie właścicieli. Gdy mówi się o kotach pełnych wdzięku i gracji, ma się na myśli…

DARE TO BE U! KAMPANIA HOUSE SS22

WSZYSCY DZIELIMY JAKIEŚ PRAGNIENIA. CHCE NAM SIĘ PRZESTRZENI, WOLNOŚCI I NATURY; CHCE NAM SIĘ CZASU TYLKO DLA NAS I TYLKO DLA BLISKICH;…

MĘSKA ANTYKONCEPCJA – METODY

Pigułka dla faceta: to realne? Przed nieplanowaną ciążą chronią się głównie kobiety – przede wszystkim dlatego, że to dla nich…

AYAHUASCA

Ayahuasca – cudowny rytuał czy zagrożenie? Amazońska mikstura, której popularność rośnie także na zachodzie, ma leczyć duszę i wspomagać ciało.…

MOTOSKANDYNAWIA CZĘŚĆ  2

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

CO Z TĄ EREKCJĄ

Erekcja: co każdy facet wiedzieć powinien Sprawność erekcyjna jest jednym z najbardziej kruchych darów, jakimi Matka Natura obdarowała płeć męską.…

MARIHUANA – NA ZDROWIE

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

WYDRUKUJ SOBIE SCHABOWEGO

Prof. Majewska: drukowana żywność to już nie fantastyka naukowa, ale rzeczywistość. Naukowcy pracują nad nowymi zastosowaniami druku 3D do produkcji…


[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