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:

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…

H&M HOME: RĘKODZIEŁO

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

MENU WILKÓW Z ROZTOCZA

Wilki z Roztocza najchętniej polują na sarny. To sarny, a nie jelenie, stanowią główne źródło pożywienia wilków na Roztoczu i…

DEKAMERON – DROGA DO RAJU

DZIEŃ TRZECI Opowieść IV Pisownia oryginalna z 1930 roku Don Felice poucza brata Puccia, jak ma drogą pokuty zbawienia dostąpić.…

DEKAMERON – POSKROMIENIE SKĄPCA

DZIEŃ PIERWSZY Opowieść VII Pisownia oryginalna z 1930 roku Bergamino opowieścią o Primassie i opacie z Clugny zawstydza skąpego Cane…

PIES SAM W DOMU

Wyjaśniamy, jak przyuczyć psa do pozostawania w domu. Coraz więcej osób, po długich miesiącach pracy zdalnej wraca do firm. Jednocześnie coraz…

MIESZKAŃCY NASZYCH JELIT A NASZA PSYCHIKA

Jelitowa mikrobiota a nasza psychika. Naukowcy coraz częściej biorą pod lupę ludzką mikrobiotę jelitową. Przybywa dowodów, że mikroorganizmy zamieszkujące nasze…

ARONIA – KOLEJNY SUPEROWOC

Tych dobroczynnych substancji aronia ma najwięcej spośród wszystkich owoców? Cudze chwalicie, swego nie znacie! Warto wiedzieć, że pod względem zawartości…

PIES TO ZDROWIE

Pies jako wsparcie dla zdrowia. Pod pewnymi warunkami Prof. Zbigniew Religa radził niektórym swoim pacjentom, by sprawili sobie psa. Wiedział,…

REWOLUCJA W DOMOWEJ UPRAWIE WARZYW

LG prezentuje urządzenie do uprawy roślin w domu Firma LG prezentuje swoje urządzenie opracowane z myślą o coraz liczniejszym gronie…

Ćwiczenie nr 5

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

DIETA “PÓŁ TALERZA”

Dietetyk radzi: zapomnijmy o piramidzie żywienia ? idea ?pół talerza? to nowa jakość w planowaniu zdrowych posiłków Jednym z fundamentów…

DEKAMERON – SPOWIEDŹ

DZIEŃ TRZECI Opowieść III Pisownia oryginalna z 1930 roku Pod pokrywką spowiedzi i swej wrzekomo urażonej cnoty, dama rozmiłowana w…

DIETA OCZYSZCZAJĄCA Z TOKSYN

Dieta oczyszczająca z toksyn ? czy istnieje? Media od dawna lansują różnego rodzaju modne diety oczyszczające, obiecując ekspresowy detoks, odkwaszenie…

SUZUKI ACROSS

Suzuki przedstawia model ACROSS Suzuki ? ACROSS ? muskularny SUV o sportowym charakterze wyposażony w nowoczesny i oszczędny napęd hybrydowy…

OLEJ PALMOWY A ŚRODOWISKO

O oleju palmowym i środowisku Olej palmowy pozyskiwany jest z olejowca gwinejskiego (Elaeis guineensis, zwanego popularnie palmą olejową), powszechnie uprawianego…

Ćwiczenie nr 1

ROSNĘ – OPADAM Pozycja do wykonania ćwiczenia: siedzącaIlość powtórzeń: 10Do wykonania ćwiczenia potrzebujesz: stabilne miejsce do siedzenia np. krzesło, kanapa,…

ZMIANA PŁCI U JASZCZUREK

Jaszczurki zmieniające płeć w zależności od pogody. Agama brodata, jaszczurka występująca w centralnej Australii, wykazuje umiejętność zmiany płci pod wpływem…

RADZENIE SOBIE Z EMOCJAMI DZIECKA

Jak radzić sobie z emocjami dzieci, żeby wyrosły na szczęśliwych dorosłych Wielu rodziców cieszy się z tego, że ma spokojne,…

ANDROPAUZA

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

LĘK PRZED KOLONOSKOPIĄ

Sześć powodów, by pokonać lęk przed kolonoskopią Polacy obawiają się kolonoskopii, choć ratuje przed zachorowaniem, a także śmiercią z powodu…

DEPRESJA WIEKU PODESZŁEGO

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

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…

MOHITO – ROMANTYCZNA PODRÓŻ

ROMANTIC JOURNEY – SPRING / SUMMER 2023. Wiosna to czas ważnych uroczystości, rodzinnych spotkań i imprez z najbliższymi. Z tej okazji MOHITO przedstawia…

DEKAMERON – DJABEŁ I PIEKŁO

DZIEŃ TRZECI Opowieść X Pisownia oryginalna z 1930 roku Alibech staje się pustelnicą. Mnich Rustico poucza ją, jak należy djabła…

DEKAMERON – STO ZA JEDNO

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

CZY LUBICIE PAJĄKI?

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

SPOT REKLAMOWY INNOWACYJNEJ BIŻUTERII

Reklama innowacyjnej biżuterii. Escadra-MPS / EVERGREEN MODELS do spotu reklamowego poszukuje mężczyzn i kobiet. Casting jest dwuetapowy. I Etap ?…

SPLĄTANI OFICEROWIE EULERA

Kwantowe rozwiązanie zagadki klasycznie nierozwiązywalnej. Polsko-hinduski zespół fizyków wpadł na pomysł, jak rozwikłać XVIII-wieczny problem 36 oficerów Eulera, niemożliwy do…

SIA DEBIUTUJE JAKO REŻYSERKA

Sia debiutuje jako reżyserka filmem ?MUSIC? z Kate Hudson i Maddie Ziegler. Data premiery i zwiastun Legenda światowej muzyki, 9-krotnie…

MOTOSKANDYNAWIA CZĘŚĆ  2

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

TRUDNA ROZMOWA Z UMIERAJĄCYM

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

WARSAW JUMPING CSIO4*

Tor Służewiec zaprasza Europę na wielkie skoki. Blisko 1,9 miliona PLN jest w puli nagród międzynarodowych zawodów jeździeckich Warsaw Jumping…

ŚWIATOWY TYDZIEŃ JASKRY

Zbadaj, czy nie masz jaskry W Światowym Tygodniu Jaskry, który przypada na dni od 12 do 18 marca, w wybranych…

NIESWOISTE ZAPALENIA JELIT

Nieswoiste zapalenia jelit ? czy można im zapobiegać Są podstępne, dokuczliwe i nieuleczalne. Mimo to, najczęściej można się nauczyć z…

KOCIA OTYŁOŚĆ

Otyłość u kota – przyczyny, skutki, leczenie, zapobieganie, dieta. Otyłość u kota to popularny problem. Skąd bierze się nadwaga? Jak powinna…

INFODEMIA – NASILENIE FAKE NEWS

Eksperci: infodemia ma swoje źródło w mechanizmach ludzkiej psychiki Fake newsy zagarniają coraz to nowe obszary tematyczne i zaczynają wpływać…

STARE OBRAZY JAK NOWE

Naukowcy z UW opracowali nową metodę przywracania barw starym obrazom. Chemicy z UW we współpracy z Muzeum Narodowym w Warszawie…

“GRECKIE POMPEJE”

Starożytne miasto Akrotiri odkryte pod wulkanicznym pyłem. Jakub Jagodziński Akrotiri bywa nazywane ?greckimi Pompejami?, gdyż podobnie jak rzymskie miasto, zostało…

LECZENIE OTYŁOŚCI

Otyłość bardzo trudno wyleczyć samą tylko dietą i ruchem. Jeśli już rozwinie się zaawansowana choroba otyłościowa, samymi dietą i ruchem…

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…

DEKAMERON – NA WŁOS OD ŚMIERCI

DZIEŃ PIĄTY Opowieść III Pisownia oryginalna z 1930 roku Pietro Boccamanza, uciekając z Agnolellą wpada w ręce łotrzyków. Dzieweczka, salwuje…

SWOBODNY KWARK POWABNY

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

JAZZ PO POLSKU 2023

Startuje edycja ? ?Jazz po polsku ? Warsaw live sessions? W ramach ?Jazz po polsku ? Warsaw Live Sessions? odbędzie…


[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