Zjawisko to występuje naturalnie i można je spotkać między innymi wewnątrz gwiazd takich jak Słońce. To właśnie dzięki fuzji jądrowej, znanej również pod nazwą reakcji termojądrowej, generowane są ogromne ilości energii. Jest to możliwe dzięki łączeniu dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe, czemu towarzyszy emisja energii.
Czytaj też: Dlaczego umieszczanie odpadów nuklearnych pod dnem morza jest fatalnym pomysłem?
Jak wyjaśniają badacze ze Stanów Zjednoczonych, 8 sierpnia 2021 roku, za sprawą przełomowego eksperymentu, udało im się dokonać pierwszego w historii udanego zapłonu reakcji fuzji jądrowej. Niedawno jego przebieg został oceniony pod kątem dziewięciu różnych wersji kryterium Lawsona – fizyka, który zaproponował takie rozwiązanie w 1955 roku.
Zapłon jest kluczowy, jeśli ludzkość chce, by fuzja jądrowa stała się realnym źródłem energii. W idealnym scenariuszu mechanizmy samonagrzewania przeważają nad stratami energii, do których dochodzi między innymi za pośrednictwem emisji promieniowania rentgenowskiego oraz przewodzenia ciepła. O osiągnięciach z zeszłego roku możemy przeczytać na łamach Physical Review Letters.
Fuzja jądrowa dostarcza energii między innymi gwiazdom
Jak wyjaśnia Annie Kritcher z National Ignition Facility, był to pierwszy raz, kiedy udało się przekroczyć kryterium Lawsona w laboratorium. Aby osiągnąć ten efekt, zespół odpowiedzialny za przełomowy rezultat umieścił kapsułę z paliwem w postaci trytu i deuteru w centrum wyłożonej złotem komory ze zubożonym uranem. Następnie w jej stronę zostały wystrzelone 192 wysokoenergetyczne lasery, które zapewniły dopływ promieniowania rentgenowskiego.
W takich warunkach rozpoczęła się samopodtrzymująca się reakcja fuzji atomów wodoru, co doprowadziło do uwolnienia 1,3 megadżula energii przez 100 bilionowych części sekundy. Odpowiadało to 10 biliardom watów mocy. Na przestrzeni kolejnych miesięcy naukowcy próbowali powtórzyć ten wynik w czterech podobnych eksperymentach, lecz udało im się uzyskać zaledwie połowę wydajności energetycznej względem tej z sierpnia ubiegłego roku.
Czytaj też: Kolejny przełom w pracach nad fuzją jądrową. Zap Energy prezentuje przełomową technologię
Skąd te trudności? Zapłon jest niezwykle wrażliwy na ledwo dostrzegalne zmiany, na przykład w postaci różnic w strukturze każdej kapsuły i intensywności laserów. Nie jest jeszcze jasne, co dokładnie utrudnia powtórzenie rekordowego wyniku, dlatego naukowcy chcieliby uzyskać odpowiedź na to pytanie. Jeśli im się to nie uda, trudno będzie oczekiwać, by fuzja jądrowa mogła stać się realnym źródłem zasilania dla ludzkości.
