Обяснено: Ядреният синтез и скорошен пробив - Октомври 2022

Ядреният синтез се дефинира като комбиниране на няколко малки ядра в едно голямо ядро ​​с последващо освобождаване на огромно количество енергия.

Вътрешността на целевата камера на Националното възпламенително съоръжение. Сервизният модул, превозващ техници, може да се види отляво. Позиционерът на целта, който държи целта, е отдясно.

Във вторник Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор в Калифорния обяви, че експеримент, проведен в нейното Национално съоръжение за запалване, е направил пробив в изследванията на ядрения синтез. В експеримента са използвани лазери за нагряване на малка цел или горивни пелети. Тези пелети, съдържащи деутерий и тритий, се сливат и произвеждат повече енергия. Екипът отбеляза, че са успели да постигнат добив от повече от 1,3 мегаджаула.





Проф. Джеръми Читенден, съдиректор на Центъра за изследвания на инерционния синтез в Imperial College London, каза за BBC.com: Мегаджоулът енергия, освободен в експеримента, наистина е впечатляващ от гледна точка на синтеза, но на практика това е еквивалентно на необходимата енергия да заври чайник.

И така, какво точно е ядрен синтез?

Ядреният синтез се дефинира като комбиниране на няколко малки ядра в едно голямо ядро ​​с последващо освобождаване на огромно количество енергия. Ядреният синтез захранва нашето слънце и използването на тази термоядрена енергия може да осигури неограничено количество възобновяема енергия. Книгата Comprehensive Energy Systems от 2018 г. отбелязва: Енергията на ядрения синтез е добър избор като енергия за базово натоварване в бъдеще с много предимства, като неизчерпаемост на ресурсите, присъща безопасност, липса на дългоживеещи радиоактивни отпадъци и почти никакви емисии на CO2.





Как беше постигнат новият пробив?

Екипът използва нова диагностика, подобрена лазерна прецизност и дори направи промени в дизайна. Те приложиха лазерна енергия върху горивни пелети, за да ги загреят и придадат налягане при условия, подобни на тези в центъра на нашето Слънце. Това предизвика реакциите на синтез.



Тези реакции освобождават положително заредени частици, наречени алфа частици, които от своя страна нагряват заобикалящата ги плазма. (При високи температури електроните се изтръгват от атомните ядра и се превръщат в плазма или йонизирано състояние на материята. Плазмата е известна още като четвъртото състояние на материята)

Нагрятата плазма също освобождава алфа-частици и се осъществява самоподдържаща се реакция, наречена запалване. Запалването помага за усилване на изхода на енергия от реакцията на ядрен синтез и това може да помогне за осигуряване на чиста енергия за бъдещето.



На 8 август екипът отбеляза енергийна мощност от повече от 1,3 мегаджаула. Резултатите тепърва ще бъдат публикувани в рецензирано списание.

Това е голям пробив, тъй като продукцията е по-висока от предишната най-висока постигната енергия. Преди това програмите за лазерен синтез се сблъскаха с няколко трудности, тъй като не успяхме да разберем напълно плазмата. Сега новите технологии проправиха пътя за тези невероятни открития и също така ни дава надежда, че сме в правилната посока, казва д-р Равиндра Кумар от Лабораторията за лазер с висок интензитет на ултракъсия импулс към Института за фундаментални изследвания Тата, Мумбай.



Д-р Равиндра Кумар, който не е участвал в експеримента, добави, че са необходими повече изследвания, за да може една електроцентрала да работи. Трябва да генерираме много повече енергия, за да работи една електроцентрала успешно. Въпреки това, това е съществена стъпка напред и технологичен пробив, добавя той.

Д-р Ейдън Крили, научен сътрудник в Центъра за изследвания на инерционния синтез в Imperial, отбеляза в съобщение: Възпроизвеждането на условията в центъра на Слънцето ще ни позволи да изучаваме състояния на материята, които никога досега не сме били в състояние да създадем в лабораторията , включително тези, открити в звезди и свръхнови… Бихме могли също да придобием прозрения за квантовите състояния на материята и дори условия, все по-близо до началото на Големия взрив – колкото по-горещи ставаме, толкова по-близо се доближаваме до първото състояние на Вселената .



бюлетин| Кликнете, за да получите най-добрите обяснения за деня във входящата си кутия