Λειτούργησε: τον Φεβρουάριο του 2021, οι επιστήμονες ξεπέρασαν το προηγούμενο ρεκόρ κατά 70% και πέτυχαν σχεδόν το ένα δέκατο της παραγωγής που απαιτείται για την ανάφλεξη. Το πιο σημαντικό, και τα δύο πειράματα παραβίασαν ένα όριο που είναι γνωστό ως καύση πλάσματος2στην οποία η αντίδραση σύντηξης παράγει περισσότερη θερμότητα από το λέιζερ. “Οι άνθρωποι άρχισαν να πιστεύουν μόνο όταν φτάσαμε αυτό το κατώφλι”, λέει ο Hurricane.
Ο σκεπτικισμός συνεχίστηκε στο εξωτερικό – μια ανεξάρτητη επιστημονική ομάδα γνωστή ως JASON που συμβουλεύει την κυβέρνηση των ΗΠΑ έθεσε ερωτήματα σχετικά με τις πιθανότητες επιτυχίας της NIF τον Απρίλιο του 2021 – αλλά η εμπιστοσύνη στο εσωτερικό της NIF αυξανόταν. Ένα άλλο πείραμα τον Αύγουστο πέτυχε μια αντίδραση φυγής σύντηξης που πληρούσε τα τεχνικά κριτήρια για την ανάφλεξη που χρησιμοποιούσαν οι επιστήμονες εντός του NIF3. Μετά μερικές απόπειρες επανάληψης αυτού του πειράματος απέτυχαναποφάσισαν ότι ήρθε η ώρα να πάνε μεγάλα.
Τον Σεπτέμβριο του 2022, οι επιστήμονες του NIF πραγματοποίησαν ένα πείραμα με μια νέα, πιο ισχυρή διαμόρφωση λέιζερ. Αυτή τη φορά, τα διαγνωστικά αποκάλυψαν μια έκρηξη σε σχήμα τηγανίτας. Για άλλη μια φορά, η ομάδα του Kritcher ανακατανείμει την ενέργεια των ακτίνων, αυτή τη φορά αντλώντας περισσότερη ενέργεια προς τον ισημερινό του hohlraum.
Λίγο περισσότερο από δύο μήνες αργότερα, στις 5 Δεκεμβρίου 2022, οι ερευνητές εκτόξευσαν 2,05 megajoule υπεριώδους ενέργειας από το λέιζερ του NIF στον στόχο τους και η προκύπτουσα έκρηξη απέδωσε 3,2 megajoules ενέργειας σύντηξης. κέρδος άνω του 50%. Μετά από περισσότερα από 12 χρόνια προσπάθειας, είχαν ανάφλεξη4.
Αποτυχία, βελτίωση, βελτίωση
NIF παράγει τώρα τακτικά αποδόσεις σύντηξης που είναι 1.000 ή περισσότερες φορές μεγαλύτερες από αυτές της πρώτης εκστρατείας ανάφλεξης πριν από περισσότερο από μια δεκαετία. Αυτό έχει ηρεμήσει πολλούς κριτικούς.
Η ανάφλεξη δεν σημαίνει ένα μέλλον καθαρής ενέργειας που προέρχεται από το NIF: το πιο επιτυχημένο πείραμα μέχρι στιγμής παρήγαγε λίγο περισσότερα από 5 megajoules ενέργειας, αλλά απαιτούνται περισσότερα από 300 megajoules για να εκτοξευτεί το κολοσσιαίο λέιζερ του.
Αντίθετα, η εγκατάσταση γίνεται το πειραματικό εργαλείο που υποσχέθηκαν οι φυσικοί στο πρόγραμμα πυρηνικών όπλων μετά το τέλος του Ψυχρού Πολέμου, λέει ο David Hammer, πυρηνικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Cornell στην Ιθάκη της Νέας Υόρκης. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες του LLNL εκθέτουν ήδη συστατικά πυρηνικών όπλων στην έκρηξη ακτινοβολίας που παράγεται κατά τη διάρκεια πειραμάτων σύντηξης για να κατανοήσουν καλύτερα την ευπάθεια αυτών των συστατικών σε έναν πυρηνικό πόλεμο.
Αυτή η εγκατάσταση κατασκευής στο NIF είναι ένα «καθαρό δωμάτιο» όπου οι ερευνητές προετοιμάζουν τον στόχο, συμπεριλαμβανομένου του hohlraum και του κατεψυγμένου σφαιριδίου ισοτόπων υδρογόνου.
Αυτή η εγκατάσταση κατασκευής στο NIF είναι ένα «καθαρό δωμάτιο» όπου οι ερευνητές προετοιμάζουν τον στόχο, συμπεριλαμβανομένου του hohlraum και του κατεψυγμένου σφαιριδίου ισοτόπων υδρογόνου.
Ωστόσο, το NIF είναι ακόμα ένα έργο σε εξέλιξη, λέει ο Hammer. Μετά το πείραμα που έσπασε το ρεκόρ τον Φεβρουάριο, τρεις διαδοχικές προσπάθειες ανάφλεξης απέτυχαν. Παρά την επιτυχία τους, οι επιστήμονες του NIF δεν έχουν ακόμη αποδείξει πλήρως την προβλεψιμότητα και την αναπαραγωγιμότητα στα πειράματά τους, λέει. «Είναι ακόμα ένα επιστημονικό πρόγραμμα, όχι ένα πρόγραμμα μηχανικής».
Η πόλη το αναγνωρίζει. Υπάρχει ένα μοτίβο: αποτυχία, βελτίωση, βελτίωση. «Είναι μέρος της διαδικασίας», λέει. Η τελευταία επιτυχημένη προσπάθεια του NIF, στις 18 Νοεμβρίου, περιελάμβανε επανάληψη των συνθηκών που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα ρεκόρ τον Φεβρουάριο και σχεδιάστηκε εν μέρει για να θέσει μια βάση για περαιτέρω πειράματα.
Μακροπρόθεσμα, η ομάδα ελπίζει να ενισχύσει την ενέργεια λέιζερ του NIF κατά άλλο 18%, μια κίνηση που θα μπορούσε να ωθήσει τις αποδόσεις σύντηξης στο εύρος των 30 megajoule σε μια δεκαετία. Αυτό θα απαιτούσε την ενίσχυση του τεράστιου θαλάμου στόχου με περισσότερο σκυρόδεμα για ασφάλεια.
Εν τω μεταξύ, ο Hammer λέει ότι βλέπει ήδη την επίδραση που έχει η επιτυχία του NIF στην επόμενη γενιά επιστημόνων, οι οποίοι ξαφνικά θέλουν να αναζητήσουν την ενέργεια σύντηξης ως λύση για το κλίμα. Αυτή είναι μια ελκυστική οδός και για τον Kritcher.
«Αυτή η εγκατάσταση δεν θα χρησιμοποιηθεί ποτέ για παραγωγή ενέργειας, αλλά μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση ερωτήσεων που σχετίζονται με μια ποικιλία προσεγγίσεων ενέργειας σύντηξης», λέει. “Όσα περισσότερα μαθαίνουμε από το NIF, τόσο το καλύτερο.”
- Συγγραφέας: Τζεφ Τόλεφσον
- Λήψη πληροφοριώνγραφικός: Τομάς Μύλλερ
- Φωτογραφία: Rocco Ceselin για Φύση
- Επεξεργαστής φωτογραφιών: Αμέλια Χενίγχαουζεν
- Καλλιτεχνική επιμέλεια: Jasiek Krzysztofiak
- Υποεκδότης: Τζοάνα Μπέκετ
- Συντάκτης: Λόρεν Γουλφ
