Ein abstrakter leuchtender Hintergrund neben weißem Rauch. Merydolla / iStock
Man kann es fast spüren.
Wir sind Jahrzehnte tief in die Trägheitseinschluss-Fusionsforschung vorgedrungen, und Wissenschaftler haben zum ersten Mal mit laborbasierten Fusionsreaktionen eine Rekordausbeute von mehr als 1,3 Megajoule MJ erreicht, so eine aktuelle Pressemitteilung.
Und die Fortschritte bei mehreren Technologien, die mit der Annäherung an die Fusionsschwelle verbunden sind, haben neue "Benchmarking" -Techniken ermöglicht, um unsere zunehmende Nähe zu "größer als eins" -Niveaus der Energieerzeugung besser einzuschätzen.
Ein Drittel des Weges zur Fusionsschwelle
Das Experiment fand am 8. August dieses Jahres in der National Ignition Facility NIF des Lawrence Livermore National Laboratory LLNL statt und die Ergebnisse zeigten eine 8-fache Verbesserung im Vergleich zu früheren Experimenten aus dem Frühjahr dieses Jahres, zusätzlich zueine 25-fache Steigerung seit der vorherigen Rekordausbeute von NIF im Jahr 2018. Die NIF-Experimente funktionieren über die subtile Führung, Verstärkung, Reflexion und Fokussierung von 192 starken Laserstrahlen auf ein winziges Ziel, das nicht größer ist als ein Radiergummilaut Pressemitteilung einige Milliardstel Sekunden.
Das NIF erzeugt Temperaturen von mehr als 180 Millionen Grad Fahrenheit, mit Drücken von über 100 Milliarden Erdatmosphären. Es ist schwer. Und diese wild heißen und schweren Bedingungen zwingen die Wasserstoffatome innerhalb des Ziels zur Fusion, wodurch enorme Energiemengen kontrolliert freigesetzt werdenReaktion, die als thermonukleare Fusion bezeichnet wird. Solch große Energieausbeuten zum Tragen zu bringen, ist ein langfristiges Ziel für geblieben.Trägheitseinschluss-Fusionsforschung, und die neuesten Laborergebnisse beweisen, dass wir die Schwelle der Fusionszündung erreicht haben.
Wissenschaftler haben bei ihren Bemühungen, die Fusionsforschung voranzutreiben, mehrere Definitionen für die Zündung verwendet, aber seit einer Überprüfung von NIF im Jahr 1997 hat die National Academy of Science entschieden, dass die beste Definition "Gewinn größer als Einheit" sein sollte. Das bedeutet, dass wir es nicht tun werdensagen wirklich, dass die Fusion so lange betriebsbereit ist, bis sie mehr Ausgangsenergie liefern kann, als in ein Gerät gesteckt wird. Und das neueste Experiment führte dazu, dass die Fusion ungefähr zwei Drittel der Eingangslaserenergie ausbrachte, was näher an der "größer als eins"-Schwelle ist als je zuvorVor.
Neue Benchmarks zur Annäherung an die Fusionsschwelle
Bemerkenswert ist, dass dieses neueste Experiment auch mehrere Merkmale der Schlüsseltechnologie verbessert hat, die in den dazwischenliegenden Jahren seit Beginn des NIF-Teams implementiert wurden, einschließlich Verbesserungen der Targetherstellung innerhalb der Kapselhülle, des Füllrohrs und des Hohlraums ein Goldzylinder, der das Target beherbergt.Kapsel, neue Diagnosemöglichkeiten, verbesserte Präzision mit Lasern und wesentliche Änderungen im Gerätedesign, um die Energie zu verstärken, die sowohl mit der Fusionsimplosion als auch dem anschließenden Eindruck der Implosion verbunden ist. Zusammengenommen öffnen diese neuen Fortschritte die Tür zu einem neuen Plateauexperimenteller Möglichkeiten, die neue Benchmark-Modellierungspotenziale ermöglichen.
Und mit mehr Benchmarks könnten wir unsere Nähe zur endgültigen Zündung des weltweit ersten "größer als eins"-Fusionsreaktors, der die Energieinfrastruktur der ganzen Welt grundlegend verändern könnte, genauer einschätzen. Statt Bergbau für Kohle, fossile Brennstoffe oder Lithium für konventionelle Energie- oder "vollelektrische" Produktion hätten wir eine völlig saubere, vollständig erneuerbare und atemberaubend leistungsstarke Energiequelle mit nahezu grenzenlosem Potenzial, die Zugänglichkeit zu modernen Lebensbedingungen zu verbessern. Natürlich Zugang und Anwendungder Fusionsenergie könnte, wenn sie einmal realisiert ist, durch bürokratische Prozesse oder die Interessen von Unternehmen und Regierungen behindert werden mit Interesse daran, Ressourcen knapp zu halten und wegwerfbar. Die Zeit wird zeigen, ob die Zukunft der Energie dazu beitragen wird, die menschliche Situation für alle oder nur wenige zu verbessern.