پیشرفت واقعی انرژی همجوشی هنوز چندین دهه باقی مانده است

هفته گذشته، داخل یک طبل با روکش طلا در یک آزمایشگاه کالیفرنیای شمالی، گروهی از دانشمندان به طور خلاصه فیزیک انرژی خورشید را بازسازی ،د. آزمایش آ، شب آنها شامل پرتاب 192 لیزر به داخل کپسول بود که حاوی گلوله ای به اندازه دانه فلفل پر از اتم های هیدروژن بود. برخی از آن اتم‌ها، که معمولاً دفع می‌شوند، به هم کوبیده و ذوب شدند، فرآیندی که انرژی تولید می‌کند. بر اساس استانداردهای واکنش های همجوشی متصل به زمین، یک بود مقدار زیادی از انرژی برای سال‌ها، دانشمندان این نوع آزمایش را انجام داده‌اند تا ببینند انرژی مصرفی برای پختن سوخت کم است. این بار، در نهایت، آنها از آن فراتر رفتند.

این شاهکار که به ،وان احتراق شناخته می شود، یک پیروزی بزرگ برای ،، است که در رشته همجوشی مطالعه می کنند. دانشمندان فقط باید به ستاره ها خیره شوند تا بدانند که چنین منبع انرژی ممکن است – ،یب دو اتم هیدروژن برای تولید یک اتم هلیوم منجر به از دست دادن جرم می شود و بنابراین، طبق E = mc²، آزادسازی انرژی اما از دهه 1970، زم، که دانشمندان برای اولین بار هدف اشتعال را تعریف ،د، این مسیر کند بوده است. سال گذشته، محققان آزمایشگاه ملی احتراق لاورنس لیورمور نزدیک شدند و حدود 70 درصد از انرژی لیزری را که در آزمایش پرتاب ،د، تولید ،د. آنها به آزمایشات ادامه دادند. سپس، در 5 دسامبر، درست بعد از ساعت 1 بامداد، آنها در نهایت یک ع، عالی گرفتند. دو مگاژول در; 3 مگاژول بیرون 50 درصد افزایش انرژی جنیفر گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده، در یک کنفرانس مطبوعاتی در اوایل صبح امروز گفت: «این نشان می‌دهد که می‌توان این کار را انجام داد».

برای دانشمند، مانند مارک کاپلی، فیزیکدان دانشگاه استنفورد که در این تحقیق شرکت نداشت، این یک نتیجه هیجان انگیز است. اما او هشدار می دهد که ،، که به همجوشی به ،وان یک منبع انرژی فراوان، بدون کربن و بدون اتلاف در آینده نزدیک امیدوارند، ممکن است منتظر بمانند. او می‌گوید تفاوت در این است که چگونه دانشمندان نقطه سربه‌سنگ را تعریف می‌کنند. امروز، محققان NIF گفتند که آنها به اندازه لیزرشان در آزمایش انرژی دریافت ،د – یک دستاورد عظیم و مورد انتظار. اما مشکل این است که انرژی در آن لیزرها نشان دهنده ،ری کوچک از انرژی است جمع قدرتی که در پرتاب لیزرها وجود دارد. با این معیار، NIF بسیار کمتر از مقداری است که وارد می‌کند. کاپلی می‌گوید: «این نوع نقطه سربه‌سنج در مسیر، به‌طوری، بسیار پایین است. «این چند دهه در راه است. شاید حتی نیم قرن بعد از این جاده.»

مشکل لیزر ناکارآمد است. تولید انرژی همجوشی با استفاده از روش NIF شامل پرتاب ده‌ها پرتو به داخل یک استوانه طلایی به نام ،hlraum است که آن را تا بیش از ۳ میلیون درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. لیزرها مستقیما سوخت را هدف قرار نمی دهند. کارولین کورانز، محقق همجوشی در دانشگاه میشیگان می گوید، در عوض، هدف آنها تولید “سوپی از اشعه ای،” است. اینها گلوله های سوخت ریز متشکل از ایزوتوپ های هیدروژن دوتریوم و تریتیوم را بمباران می کنند و آن را ،د می کنند.

این باید با دقت متقارن کامل انجام شود – یک “انفجار پایدار”. در غیر این صورت، گلوله چروک می شود و سوخت به اندازه کافی گرم نمی شود. برای دستیابی به نتیجه هفته گذشته، محققان NIF از مدل های کامپیوتری بهبود یافته برای بهبود طراحی کپسولی که سوخت را در خود نگه می دارد و کالیبره ، پرتوهای لیزر برای تولید پراکندگی پرتو ای، من، استفاده ،د.

در حال حاضر، این لیزرها در هر پالس حدود 2 مگاژول انرژی ساطع می کنند. برای دانشمندان همجوشی، این مقدار انرژی عظیم و هیجان انگیز است. این تنها معادل تقریباً انرژی مصرف شده در حدود 15 دقیقه سشوار است – اما به یکباره، در یک میلیونیم ث،ه تحویل داده می شود. تولید این پرتوها در NIF شامل فضایی به اندازه یک زمین فوتبال است که پر از لامپ های چشمک زن است که میله های لیزر را تحریک می کند و پرتوها را منتشر می کند. این به تنهایی 300 مگاژول انرژی می گیرد که بیشتر آن از بین می رود. به آن لایه‌های سیستم‌های خنک‌کننده و رایانه‌ها را اضافه کنید، به سرعت ورودی انرژی دریافت می‌کنید که چندین مرتبه بزرگتر از انرژی تولید شده توسط همجوشی است. بنابراین، گام اول برای همجوشی عملی، طبق گفته کاپلی، استفاده از لیزرهای بسیار کارآمدتر است.