Aktuálne správy Späť na správy
Fyzika: O krok bližšie k termojadrovej fúzii
Tuesday 09 February 2010 Zväčšiť písmo | Vytlačiť stránku
Livermore 9. februára (TASR) – Pokusy so silnými laserovými lúčmi priblížili zotrvačný zážih termojadrového zlučovania atómových jadier. Vedci túto tzv. fúznu reakciu považujú za potenciálne nevyčerpateľný zdroj environmentálne čistej energie pre ľudstvo.
V dvoch článkoch v predbežnom online vydaní časopisu Science (Science Express) to oznámili 34-členný tím Siegfrieda Glenzera z Lawrenceovho livermorského národného laboratória v kalifornskom Livermore a 19-členný tím Chikang Liho z Massachusettského technologického inštitútu v Cambridge (všetko USA).
Tento spôsob termojadrového zážihu využíva koordinované symetrické stlačenie a zohriatie vhodného paliva viacerými silnými laserovými lúčmi.
Budova celého laserového systému NIF (National Ignition Facility, Národné zážihové zariadenie) v Livermore má rozlohu troch ihrísk amerického futbalu a výšku desiatich poschodí. Výstavba trvala vyše desaťročie a stála tri a pol miliardy dolárov.
NIF obsahuje množstvo optických zosilňovačov, deličov lúčov a ďalšieho vybavenia. Účelom je rozdeliť vstupný laserový lúč na 192 so súhrnnou energiou až 1,8 megajoulu.
Tím Siegfrieda Glenzera zacielil všetkých 192 lúčov NIF na malú, zatiaľ prázdnu kapsulu, ktorej implózia už s palivom spustí horenie fúznej plazmy. Kapsula má priemer 1,8 milimetra, teda približne rozmery zrnka čierneho korenia. Zhotovená je z berýlia.
Ako palivo vedci využijú zmes ťažkých izotopov vodíka, deutéria a trícia. Kapsula po prudkom a silnom zohriatí laserovými lúčmi vybuchne, čo spôsobí implóziu paliva do stredu, kde budú pôsobiť väčšie hodnoty teploty a tlaku, než aké existujú v strede Slnka. To by malo atómové jadrá paliva v strede kapsuly priviesť k rozbehnutiu fúznej reakcie.
Pri tomto pokuse použili 40 percent projektovanej maximálnej kombinovanej energie lúčov, približne 0,7 megajoulu. Kapsulu tým zohriali na teplotu 3,3 milióna kelvinov a dosiahli jej želateľne symetrickú implóziu. Presne, ako sa očakávalo.
Kapsula sa pri tom nachádzala v zlatom valčeku veľkom asi ako vymazávač, ktorý vedci nazývajú "hohlraum" (doslova po nemecky "dutina"). Ultrafialové lúče laserov doň prenikajú cez otvory na oboch koncoch, čím sa jeho vnútorné steny natoľko rozhorúčia, že vydávajú silné röntgenové žiarenie potrebné na implóziu. Vedcom sa podarilo prekonať spočiatku zlovestne vyzerajúce problémy s plazmou atómov zlata, ktorá vo valčeku mohla rušiť lúče.
Pokus zo zážihom "naostro" plánujú uskutočniť do konca roka. Dúfajú v samoudržiavajúcu sa fúznu reakciu a samozrejme v to, že z nej získajú viac energie, než do pokusu vložia.
Tím Chikang Liho rádiograficky i spektroskopicky doložil, že elektricky nabité častice možno využiť na opis a meranie podmienok v podobných superzohriatych implodujúcich kapsulách, najmä prostredníctvom v hohlraume pôsobiaceho röntgenového žiarenia.
Laserové pokusy i úspešné monitorovanie sprievodných vysokoteplotných podmienok preukázali, že kontrolovaná fúzna reakcia v laboratórnom prostredí nie je sci-fi. Popri využití v energetike to umožní modelovať astrofyzikálne procesy.
V zásade hlavnou súčasnou úlohou NIF je však testovať počítačové simulácie jadrových výbuchov, teda overovať funkčnosť a parametre jadrového arzenálu USA.
Zdroje:
Science Express z 28.1.2010
Science z 29.1.2010.
Všetky práva vyhradené. Publikovanie alebo ďalšie šírenie správ a fotografií zo zdrojov TASR je bez predchádzajúceho písomného súhlasu TASR porušením autorského zákona
