Újabb mérföldkőhöz érkezett a magfúzió, először sikerült égő plazmát létrehozni

Twenty20
not image

Kulcsár Péter

2022. január 27. - 19:10

Ahhoz, hogy a magfúzióval előállított korlátlan, tiszta energia realizálódjon, a tudósoknak a technológia középpontjában álló reakciókat önfenntartóvá kell tenniük – a most közzétett kutatások egy lépéssel közelebb vitték őket ehhez a célhoz.

Tudósok a Kalifornia államban található National Ignition Facility nagy teljesítményű lézerével először állítottak elő úgynevezett égő plazmát, ami egy pillanatra megmutatta, hogy az üzemanyag miként képes a reakciók fenntartásához szükséges hő jelentős részét biztosítani.

2009-es üzembe helyezése óta az ominózus létesítményben nukleáris fúziós technológiával foglalkoznak, mely során tízemeletes épületben elhelyezett lézerekkel 1,9 megajoule ultraibolya energiát juttatnak egy nagyjából golyóscsapágy méretű üzemanyagkapszulába. Ez óriási nyomást és hőmérsékletet generál, amelynek hatására a különálló atomok héliummá olvadnak össze, ami hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel.

A folyamat gyakorlatilag leutánozza a Nap belsejében lejátszódó reakciókat, egyetlen gond csupán az, hogy a beindításához a Földön hatalmas mennyiségű energiára van szükség. Kutatók kitűzött célja ezen a területen az, hogy a fúziós reakciók a hő elsődleges forrásává váljanak, ezáltal kialakítva a magfúzió önfenntartó formáját és a folyamatos energiatermelést.

A National Ignition Facility-ben 2020 novemberében és 2021 februárjában végzett kísérletek eredményei megerősítik az e cél felé tett apró, ám annál kritikusabb lépéseket. Tudósok rengeteg finomítást végeztek a berendezésen – megnövelték például az üzemanyagra fókuszált lézerenergia mennyiségét, miközben megváltoztatták a céltárgy geometriáját és a lézersugarak közötti energiaátvitel módját.

Ennek eredményeként egy újszerű eljárással irányíthatóvá tették az úgynevezett implóziós folyamatot, amely összenyomja és felmelegíti az üzemanyagot, lehetővé téve az önmelegedő plazma létrehozását.

Bár a plazma élettartamát mindössze nanoszekundumokban mérték, általa mégis realizálható a nukleáris gyújtás egy része, ahol a folyamat ismétli önmagát, ezáltal energiát termel. Igaz, hogy a magfúzió kifejlesztésétől még valószínűleg évtizedekre vagyunk, az új felfedezéssel viszont óriási előrelépés történt, amire még szakavatott fizikusok sem számítottak.