Вчені з Національної лабораторії Лос-Аламоса, Сполучені Штати Америки, пропонують використовувати рідкий водень, щоб полегшити умови та отримати бажану чисту енергію від ядерного синтезу. Це може бути остаточним кроком на шляху до стійкої реакції вперше.

запорукою

Опубліковано 14.12.2016 08:00 Оновлено

Такі зірки, як Сонце, виробляють величезну кількість енергії з обмеженої маси, оскільки атоми, що їх складають, головним чином водень, зливаються між собою, утворюючи гелій, виділяючи при цьому багато енергії. На відміну від ядерного поділу, у яких важкий атом, такий як уран, руйнується (ділиться), ядерний синтез в принципі не утворює радіоактивних продуктів. На даний момент ведуться великі проекти, щоб спробувати відтворити те, що робить Сонце на Землі з використанням двох методів, головним чином, магнітного обмеження, такого як проект ITER (у Франції), та інерційне обмеження, таке як NIF (Національний фонд запалювання, в Каліфорнії), з ідеєю отримання чистої та рясної енергії.

У випадку синтезу інерційного утримування сотні лазерів виробляють рентгенівські промені впливаючи з усіх боків у порожнисту капсулу з паливом (ізотопи водню), з метою її вибуху. Якщо тиск, що досягається в центрі, досить великий, ядра палива будуть зливатися в реакції, яка вже здатна підтримувати себе.. У магнітному обмеженні електромагнітні поля використовуються для утримання гарячої плазми.

Як ми вже говорили трохи раніше, в умовах інерційного обмеження стратегія полягає у використанні високоенергетичних лазерів для нагрівання і швидко стискає водневу капсулу. Щоб утримувати водень на місці, капсула зазвичай складається із замороженого водню. Зараз нова робота передбачає використання рідкого водню, що, крім того, що робить початкові умови дещо менш вимогливими (водень стає твердим при -259 ºC, тоді як він стає рідким при -253 ºC), може полегшити досягнення умов плавлення. Експерименти, проведені на NIF, досягають температур плавлення, використовуючи рідку суміш важкого водню в якості вихідної речовини.

У період з 2009 по 2012 роки NIF використовував капсули, які містили шар важкого водневого льоду

Під час першої кампанії між 2009 і 2012 рр. NIF використовував капсули, які містили шар льоду важкий водень. Ці експерименти спромоглися на синтез, але не з такою швидкістю, яка дозволяла йому бути самоокупним., почасти тому, що асиметрія в рентгенівському освітленні перешкоджає досягненню необхідного високого стиснення палива. Зараз Р.Е. Олсон, з Національної лабораторії Лос-Аламоса, і його співробітники експериментували з шаром рідини, який вимагає менше стиснення, ніж лід.

Для проведення випробувань дослідники використовували спеціальну піну, яка поглинає рідкий водень, змушуючи його утворювати симетричний сферичний шар. уздовж стінки капсули. Коли капсула потрапляла під дію лазерів зі зниженою потужністю, капсула досягала температури, що вибухає, достатньої для початку реакції синтезу, про що свідчить виміряний потік нейтронів (подібно до експериментів з льодом).

Наступним кроком, який зараз розробляється, буде перевірка того, чи можуть лазери на повну потужність досягти реакції самозберігаючого синтезу.

Довідково: R.E. Olson et al (2016) Перші рідинно-шарові інерційні замкнені термоядерні синтези в Національній установці запалювання Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.245001

* Ця стаття є частиною «Proxima», щотижневої співпраці кафедри наукової культури UPV з Next. Щоб дізнатись більше, обов’язково відвідайте «Зошит наукової культури».