Nie, tym razem nie chodzi o utrzymanie plazmy w określonych warunkach przez kolejną sekundę dłużej. Nowe odkrycie dotyczy zupełnie innego aspektu całej technologii. Fizykom udało się mianowicie opracować technologię znacząco upraszczającą tworzenie granulek paliwa dla reaktora. Bez takich granulek reaktor nie jest w stanie pracować w stanie ciągłym i produkować energii w procesie fuzji jądrowej. Problem w tym, że dotychczas stworzenie i utrzymanie takich granulek w odpowiednich warunkach było niezwykle trudne.
Czytaj także: Fuzja jądrowa milion razy efektywniejsza, prostsza i bardziej kompaktowa – brzmi jak bajka? Świat mówi: sprawdzam
Warto tutaj przypomnieć, że w ostatnich latach badacze dokonali znaczącego postępu. Po wielu testach różnych technologii, pod koniec 2022 roku naukowcy przeprowadzili nawet pierwszą reakcję zapłonu, wykorzystując do tego 192 lasery o wysokiej energii. Problem jednak w tym, że nawet jeżeli udaje się doprowadzić do fuzji jądrowej, to kolejnym wyzwaniem jest skalowanie tego procesu i produkcja dużych ilości całkowicie czystej energii. Niestety wydaje się, że stworzenie prawdziwego reaktora komercyjnego, który będzie produkował stale duże ilości energii to wciąż wyzwanie znajdujące się poza naszym zasięgiem.
Jednym z problemów stojących na drodze przedsiębiorstw energetycznych chcących zainwestować w tę technologią jest problem produkcji odpowiedniej ilości paliwa do reaktora. Dotychczas inżynierowie zmuszeni byli do zamrażania deuteru i trytu (izotopów wodoru) w stałej kulistej powłoce. Problem w tym, że oba izotopy występują naturalnie w stanie gazowym. Aby zatem je zestalić, konieczne jest utrzymywanie ich w bardzo niskich temperaturach. Kiedy trzeba z takiej “kulki” skorzystać, kieruje się w jej stronę wiązki laserowe, które ekstremalnie zwiększają temperaturę i ciśnienie, a następnie doprowadzają do kolapsu takiej kulki, zapłonu i w końcu fuzji. To właśnie w tym ostatnim etapie uwalniana jest olbrzymia ilość energii. Gdzie tu problem? Aby pracować w trybie pracy stałej, reaktor trzeba by bybło zasilać milionami takich kulek dziennie. Ich produkcja i utrzymanie przed wykorzystaniem w reaktorze byłyby na tyle drogie, że całe przedsięwzięcie w żaden sposób by się nie opłacało.
Nowa metoda produkcji paliwa do reaktorów
Naukowcy z Laboratorium Energetyki Laserowej (LLE) na Uniwersytecie w Rochester przedstawili właśnie własne podejście do problemu produkcji paliwa dla reaktorów. Pierwsze testy wskazują, że teoretycznie możliwe jest produkowanie granulek w sposób zdecydowanie tańszy.
Sama koncepcja została już opisana teoretycznie w 2020 roku, jednak jak dotąd nigdy jej nie przetestowano laboratoryjnie. Zasada jej działania sprowadza się do dynamicznego tworzenia granulek poprzez wpuszczenie kropli deuteru i trytu do piankowej kapsułki. Następnie na taką kapsułkę kierowane są lasery, dzięki czemu zmienia się ona w sferyczną granulkę, po czym zapada się, co prowadzi do zapłonu.
Zaletą tej metody jest brak konieczności utrzymywania granulek z izotopów wodoru w warunkach kriogenicznych. Ta pozornie niewielka różnica drastycznie redukuje koszty i upraszcza cały proces produkcji.
Metodę przetestowano w laboratorium LLE, wykorzystując do tego laser OMEGA. Oczywiście, w trakcie testów nie stosowano ciekłego deuteru i trytu a jedynie pianki z tworzywa sztucznego o zbliżonej do nich gęstości.
Do właściwej produkcji paliwa niezbędne byłyby lasery bardziej wysokoenergetyczne. Nie zmienia to jednak faktu, że naukowcom udało się potwierdzić zdolność do aktywnego tworzenia powłoki. To oznacza, że jesteśmy o krok bliżej do masowej i taniej produkcji energii w procesie fuzji inercyjnej.
