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:

DEPRESJA LEKOOPORNA

Depresję lekooporną można skutecznie leczyć. Lekooporna depresja dotyka części pacjentów, u których standardowa farmakoterapia połączona z psychoterapią nie przynoszą oczekiwanych…

KLESZCZOWE ZAPALENIE MÓZGU

Kleszczowe zapalenie mózgu – fakty, które warto znać. Wraz z nowym sezonem na kleszcze wielu z nas zetknęło się już…

GROŹNE ODWODNIENIE KIEROWCY

Odwodnienie śmiertelnym zagrożeniem kierowcy. Nie wszyscy zdają sobie sprawę z fatalnych konsekwencji odwodnienia kierowcy. Zanim wyruszysz w podróż na długi…

GRA PLANSZOWA SPRZED 4 TYSIĘCY LAT

Oman/ Polscy archeolodzy odkryli grę planszową sprzed ponad 4 tys. lat Kamienną planszę do gry z zaznaczonymi polami i zagłębieniami…

KAMPANIA MODIVO FW2021/22

Twój Wybór – Jedno Miejsce. MODIVO to świat modowych przeżyć, w którym offline przenika się z online. Multibrand umacnia swoją…

NIECHCIANA PAMIĄTKA Z WAKACJI

Jakie pasożyty można przywieźć z egzotycznych wakacji? Sposób na niechcianą pamiątkę z egzotycznych wakacji? Chodzenie boso, zjedzenie niegotowanego warzywa, ugryzienie…

HALUKSY – KOŚLAWE PALUCHY

Czy haluksom można zapobiegać? Zniekształcenie stopy może być nabyte albo wrodzone. Charakterystyczne dla haluksów jest koślawe ustawienie palucha i szpotawe (czyli…

CZY LUBICIE PAJĄKI?

Nieznane życie pająków. Niektóre pająki umieją zmieniać swój kolor, by dostosowywać się do otoczenia niczym kameleony. Samice są w stanie…

PIJAWKI LEKARSKIE

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

ELEKTRYCZNY OSOBISTY OCZYSZCZACZ POWIETRZA

Wyjątkowy osobisty oczyszczacz powietrza LG PuriCare™. Firma LG wprowadziła na rynek osobisty oczyszczacz powietrza LG PuriCare™. To rewolucyjne rozwiązanie budzi…

DEKAMERON – STO ZA JEDNO

DZIEŃ PIERWSZY Opowieść VI Pisownia oryginalna z 1930 roku Pewien czcigodny człek trafnem słówkiem karze obłudę mnichów. Siedząca obok Fiammetty,…

NARCYZM I MEDIA SPOŁECZNOŚCIOWE

Narcyzm sprzyja uzależnieniu od portali społecznościowych – wykazały badania. Narcyzm jest pozytywnie powiązany ze skłonnością do uzależnienia od mediów społecznościowych.…

TADEK NIEJADEK

Skąd się biorą niejadki Wieczorne fochy przy kolacji? Twój maluch znowu nie chce spróbować nowej zupy? To nie dlatego, że…

JAK TWOJE MIASTO DBA O CIEBIE

Miasta, które dbają o zdrowie mieszkańców. Władze Opola wydały najwięcej na zdrowie w przeliczeniu na mieszkańca, za nim uplasował się…

PATRZENIE NA RYBKI W AKWARIUM USPOKAJA?

To FAKT! Naukowcy z brytyjskiego National Marine Aquarium, Plymouth University i University of Exeter dowiedli, że regularne przyglądanie się akwariowym…

CO WPŁYWA NA INTELIGENCJĘ

Inteligencja i życiowy sukces to sprawka genów czy środowiska? Geny czy środowisko? Co w większym stopniu wpływa na to, jakimi…

THE CURL EFFECT

RevitaLash Cosmetics ogłasza rozpoczęcie kampanii The Curl Effect® Przedstawiamy The Curl Effect® (efekt podkręconych rzęs) od RevitaLash Advanced®. Długoletni lider…

Ćwiczenie nr 6

ODPOCZYNEK – ODDYCHANIE Pozycja do wykonania ćwiczenia: siedząca.Ilość powtórzeń: 6-8.Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: stabilne miejsce do siedzenia np. krzesło, kanapa,…

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…

BANANY W POLSKICH OGRODACH?

Zainteresowanie egzotycznymi roślinami w Polsce rośnie. W Polsce zainteresowanie uprawą egzotycznych roślin rośnie. Wpłynęła na to również pandemia, z powodu…

ZAKRZEPICA – CO WARTO O NIEJ WIEDZIEĆ

Zakrzepica to bardzo częsty problem. Lepiej sporo o niej wiedzieć. Rocznie rozpoznaje się w Polsce kilkadziesiąt tysięcy nowych przypadków zakrzepicy,…

OCZY PRZED EKRANEM

Oczy przed ekranem – jak im ulżyć Wysokoenergetyczne niebieskie światło, zbyt rzadkie mruganie, długotrwałe skupianie wzroku na szczegółach w małych…

BEAUTY FOOD

Czy możemy powstrzymać upływ czasu? Chyba wszyscy co jakiś czas zastanawiamy się czy istnieje jakiś złoty środek, rewelacyjny krem czy…

BUTY NOSZONE BEZ SKARPET

Dlaczego budzą tyle emocji? Jan Adamski Męskie buty zakładane na gołą stopę, budzą zaskakująco silne emocje. Okazuje się, że jest…

PRACODAWCO DBAJ O ZDROWIE PRACOWNIKÓW

Jak pracodawcy mogą zadbać o zdrowie swoich pracowników Otyłość i choroby jej towarzyszące, niski poziom aktywności fizycznej oraz starzenie się…

EGIPT – ZNALEZIONO SKULONE ZWŁOKI

Elitarny grób sprzed 1,5 tys. lat odkryli archeolodzy w Berenike. Siedem skulonych szkieletów, położonych w kilku warstwach, znajdowało się w…

TRANSHUMANIZM – NOWY ULEPSZONY CZŁOWIEK

Transhumanizm przewiduje zniesienie wyjątkowości człowieka. Według transhumanizmu człowiek naturalny utraci uprzywilejowaną pozycję w środowisku naturalnym i wytworów technologii – mówi…

NAGRODA FIFA DLA POLAKA?

Marcin Oleksy z szansą na nagrodę FIFA The Best. To historyczny moment. Po raz pierwszy do prestiżowej nagrody FIFA Puskás…

WIELKIE MORSOWANIE W MIELNIE

Mielno: Międzynarodowy Zlot Morsów odbędzie się w drugi weekend lutego W  ramach tegorocznej edycji największego zimowego wydarzenia nad Bałtykiem –…

MUZYKA CHOPINA ZA 1 ZŁ

Bilety za 1 zł i codzienne recitale w Muzeum Fryderyka Chopina z okazji 211. rocznicy urodzin kompozytora – od 23…

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…

KOMPLEKSOWA USTAWA ANTYLICHWIARSKA

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

ŹRÓDŁA BŁONNIKA

Jakie są najlepsze źródła błonnika pokarmowego? Błonnik nie jest jednorodną substancją, lecz mieszaniną różnego rodzaju związków chemicznych. Z tego względu…

DEPRESJA WIEKU PODESZŁEGO

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

JELEŃ WYPARŁ SARNĘ

Zwycięzca jest tylko jeden czyli jak jelenie urządziły się w Słowińskim Parku Narodowym. Liczebność jeleni w Słowińskim Parku Narodowym jest…

Globalizacja a praca

PE: globalizacja tworzy nowe miejsca pracy, ale może też powodować ich utratę. Globalizacja tworzy nowe miejsca pracy, ale może też…

ADHD A SUPLEMENTACJA

ADHD a suplementy diety i witaminy. Nie ma wątpliwości, że niedobory żywieniowe mogą pogarszać przebieg ADHD i nawet zniweczyć efekty…

EPIGENETYKA – CZY ODMIENI MEDYCYNĘ?

Dr hab. Tomasz Wojdacz: epigenetyka to dziedzina, która odmieni medycynę. Tylko w ok 10 proc. nowotworów znajdujemy dziedziczne zmiany genetyczne…

ŚMIERĆ Z GŁODU W SZPITALU

Niedoceniany, a groźny problem pacjentów w szpitalach. Co dziesiąty pacjent, który umiera w szpitalu, odchodzi na skutek powikłań związanych z…


[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. :)

zostań naszym autorem
Skip to content