Gli scienziati hanno raggiunto la fusione nucleare autosufficiente… ma ora non possono replicarla: ScienceAlert

Gli scienziati hanno confermato che l’anno scorso, per la prima volta in laboratorio, hanno avuto una reazione di fusione che si perpetua (piuttosto che si estingue), avvicinandoci alla ripetizione della reazione chimica che alimenta il sole.

Tuttavia, non sono del tutto sicuri di come ricreare l’esperienza.

fusione nucleare Si verifica quando due atomi si combinano per formare un atomo più pesante, rilasciando un’enorme esplosione di energia nel processo.

Questo processo si trova spesso in natura, ma è molto difficile da replicare in laboratorio perché ha bisogno di un ambiente ad alta energia per mantenere attiva la reazione.

il Sole genera energia Usando la fusione nucleare, rompendo insieme gli atomi di idrogeno per formare l’elio.

Supernovae – Exploding Suns – Anche Approfitta della fusione nucleare Spettacolo pirotecnico cosmico. È la forza di queste interazioni che crea particelle più pesanti come il ferro.

Tuttavia, nei luoghi artificiali qui sulla Terra, il calore e l’energia tendono a fuoriuscire attraverso meccanismi di raffreddamento come i raggi X e la conduzione termica.

Per rendere la fusione nucleare una valida fonte di energia per gli esseri umani, gli scienziati devono prima ottenere qualcosa chiamato “accensione”, in cui i meccanismi di autoriscaldamento superano tutta la perdita di energia.

Una volta raggiunta l’accensione, la reazione di fusione si autoalimenta.

Nel 1955, il fisico John Lawson creò la serie di criteri, ora noti come “criteri di accensione simili a Lawson”, per aiutare a identificare quando si è verificata questa accensione.

L’accensione delle reazioni nucleari avviene tipicamente all’interno di ambienti altamente densi, come una supernova o armi nucleari.

I ricercatori del National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory in California hanno trascorso più di un decennio a perfezionare il loro metodo, Confermato ora Che l’esperimento storico condotto l’8 agosto 2021 abbia effettivamente portato alla prima accensione riuscita di una reazione di fusione nucleare.

In una recente analisi, il processo del 2021 è stato giudicato rispetto a nove diverse versioni del benchmark Lawson.

“Questa è la prima volta che superiamo il benchmark Lawson in laboratorio”, ha affermato la fisica nucleare Annie Kretcher presso la National Ignition Facility. nuovo mondo.

Per ottenere questo effetto, il team ha posizionato una capsula di combustibile di trizio e deuterio al centro di una camera di uranio impoverito rivestita d’oro e ha sparato su di essa 192 laser ad alta potenza per creare un bagno di intensi raggi X.

L’ambiente intenso creato dalle onde d’urto dirette internamente ha creato una reazione di fusione autosufficiente.

In queste condizioni, gli atomi di idrogeno subirono la fusione, rilasciando 1,3 megajoule di energia per centotrilionesimo di secondo, l’equivalente di 10 quadrilioni di watt di energia.

Nell’ultimo anno, i ricercatori hanno cercato di replicare la scoperta Quattro esperienze similima è riuscito a produrre solo la metà della resa energetica prodotta nell’esperimento iniziale da record.

Critcher spiega che l’accensione è molto sensibile a piccoli cambiamenti appena percettibili, come le differenze nella struttura di ciascuna capsula e l’intensità del laser.

“Se si parte da un punto di partenza microscopicamente peggiore, ciò si riflette in una differenza molto maggiore nella resa energetica finale”, Dice Il fisico del plasma Jeremy Chittenden all’Imperial College di Londra. L’esperienza dell’8 agosto è stata lo scenario migliore.

Il team ora vuole determinare esattamente cosa è necessario per ottenere l’accensione e come rendere l’esperimento più resiliente di fronte a piccoli errori. Senza questa conoscenza, il processo non può essere ampliato per creare reattori a fusione in grado di alimentare le città, che è l’obiettivo finale di questo tipo di ricerca.

“Non vuoi trovarti in una situazione in cui devi fare tutto nel modo giusto per accendersi”, dice Chittenden.

Questo articolo è stato pubblicato in messaggi di revisione fisica.