Laserové fúzne reaktory by mohli vyrábať vlastné palivové pelety
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 21. 7. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Keďže otázka, ako urobiť laserový fúzny reaktor v praxi, stúpa, vedci z Laboratória laserovej energetiky (LLE) Rochesterskej univerzity prišli so spôsobom, ako by fúzne lasery mohli v podstate vyrábať svoje vlastné palivové pelety.
V decembri 2022 urobili vedci z National Ignition Facility v Národnom laboratóriu Lawrenca Livermora v Kalifornii prelom, ktorý trval šesť desaťročí ako experimentálny reaktor využívajúci skupinu 192 vysokoenergetických laserov zameraných na jediný bod, ktorý zasiahol peletu deutéria a trícia a spustil prvú reakciu inerciálneho fúzneho zapálenia.
Hoci to bol dôvod na oslavu, praktický reaktor na fúznu energiu je stále ďaleko. To však nebránilo tímu z Rochesterskej univerzity vedenému Igorom Igumenshchevom, vedúcim vedcom v LLE, a Valerim Goncharovom, riaditeľom divízie teórie v LLE, aby sa pozreli na logistické problémy, ako presunúť laserovú fúziu z laboratória do skutočného sveta.
Jednou z väčších prekážok je, ako vyrobiť palivové pelety potrebné na prevádzku reaktora. V súčasnosti sa takéto pelety vyrábajú zložitým a nákladným procesom, ktorý zahŕňa použitie tekutého hélia na zmrazenie deutéria a trícia (rádioaktívnych izotopov vodíka) na teplotu iba 11 stupňov Kelvina nad absolútnou nulou a ich ukladanie do vrstiev, aby sa vytvorili pelety.
To môže byť v poriadku pre laboratórny experiment, ktorý sa nemusí starať o vyváženie technológie, ale rozbehnutý fúzny reaktor bude potrebovať asi milión týchto palivových peliet každý deň. Tím teda rozvíja myšlienku, ktorá bola prvýkrát navrhnutá v roku 2020 na vytvorenie techniky, v ktorej lasery v reaktore vytvárajú svoje vlastné palivové tablety v laserovom výbuchu pred implóziou a zapálením.
Namiesto použitia pevných peliet vedci vstrekli deutérium a trícium do penových kapsúl. Šikovné je, že keď laserové pole vystrelí na kapsulu, lúče spôsobia, že sa kapsula zrúti do gule s rovnakou hustotou ako tekuté palivo deutérium-trícium, ktoré potom imploduje.
V súčasnosti je tento proces iba zmenšeným dôkazom funkcie konceptu pomocou lasera OMEGA od LLE. Tím však tvrdí, že budúce lasery s dlhšími a energetickejšími impulzmi by mali byť schopné zapáliť nové kapsuly.
„Kombinácia tohto cieľového konceptu s vysoko účinným laserovým systémom, ktorý je v súčasnosti vo vývoji v LLE, poskytne veľmi atraktívnu cestu k energii jadrovej syntézy,“ povedal Igumenshchev.
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Physical Review Letters.
