H ερευνητική ομάδα του National Ignition Facility (NIF), στο Εθνικό Εργαστήριο Λόρενς Λίβερμορ στην Καλιφόρνια, τον Δεκέμβριο του 2022 ανακοίνωσε μια μεγάλη επιτυχία όσον αφορά την παραγωγή ενέργειας από πυρηνική σύντηξη. Χρησιμοποιώντας το ισχυρότερο λέιζερ του κόσμου, μια συστοιχία από 192 δέσμες, βομβάρδισε μια μικρή κάψουλα με υδρογόνο. Σ’ αυτές τις ακραίες συνθήκες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, τα ισότοπα του υδρογόνου δευτέριο και τρίτιο, ενώνονται προς ήλιο-4 και απελευθερώνεται ενέργεια.
Στα πειράματα της 5ης Δεκεμβρίου του 2022 παρήχθη περισσότερη ενέργεια από ό,τι προσφέρθηκε με λέιζερ στους πυρήνες για να πραγματοποιηθεί η σύντηξη, με απόδοση 151%. Προσφέρθηκαν 2,05 MJ (MegaJoules) ενέργειας σε ένα σφαιρίδιο «πυρηνικής ανάφλεξης» και παρήχθησαν 3,15 MJ ενέργειας από την πυρηνική σύντηξη.
Πυρηνική σύντηξη με απόδοση 151%;
Επισημαίνεται ότι συνολικά δεν ξοδεύτηκαν μόνο 2,05 MJ ενέργειας. Αυτό αντιστοιχεί μόνον στο ποσό της ενέργειας που μετέφεραν τα λέιζερ στους πυρήνες για να συντηχθούν. Για να λειτουργήσει ολοκληρη η εγκατάσταση ξοδεύτηκε πολύ περισσότερη ενέργεια, χοντρικά 300 ΜJ, οπότε στο σύνολο δεν έχουμε κάνενα κέρδος ενέργειας. Αντίθετα, έχουμε πολύ μεγάλο έλλειμμα (βλέπε εδώ).
Από την επιτυχημένη πυρηνική ανάφλεξη σύντηξης του Δεκεμβρίου του 2022, οι αμερικανοί επιστήμονες συνέχισαν τα πειράματα για να βελτιώσουν την απόδοση της διαδικασίας. Σε ένα πείραμα που διεξήχθη στις 30 Ιουλίου, επαναλήφθηκε η ανάφλεξη με μεγαλύτερη απόδοση. Η πυρηνική σύντηξη παρήγαγε ενέργεια μεγαλύτερη των 3,5 MJ. Αν προσφέρθηκε το ίδιο ποσό ενέργειας με το πείραμα του Δεκεμβρίου (2,05 ΜJ) τότε η απόδοση είναι πάνω από 170%. Υπενθυμίζεται (ξανά) ότι για να προκύψει αυτή η τερατώδης απόδοση ως δαπανώμενη ενέργεια θεωρείται μόνον στο ποσό της ενέργειας που μεταφέρουν τα λέιζερ στους πυρήνες υδρογόνου για να συντηχθούν, χωρίς να υπολογίζεται η ενέργεια που απαιτείται για να λειτουργήσει ολόκληρη η εγακατάσταση. Σύμφωνα με τους ερευνητές το νέο αποτέλεσμα θα ανακοινωθεί σε προσεχή συνέδρια και θα δημοσιευθεί σε περιοδικά με κριτές.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η εμπορική πυρηνική σύντηξη θα απαιτήσει αντιδράσεις σύντηξης που παράγουν έως και 100 φορές την ενέργεια που μεταφέρουν τα λέιζερ. Το βελτιωμένο αποτέλεσμα του NIF ήρθε «μόνο οκτώ μήνες» μετά την αρχική ανακάλυψη, και είναι ένα ενθαρυντικό μήνυμα για το ότι ο ρυθμός προόδου της πυρηνικής σύντηξης επιταχύνεται.
πηγή: https://www.ft.com/content/a9815bca-1b9d-4ba0-8d01-96ede77ba06a
Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
physicsgg 
Μερικά σχόλια για την πυρηνική σύντηξη
Ο κόσμος μας αποτελείται από 100 περίπου χημικά στοιχεία. Το στοιχείο που έχει τη χαμηλότερη ενέργεια ( ανά νουκλεόνιο ) είναι ο σίδηρος. Έτσι όλα τα στοιχεία για ν’ αποκτήσουν τη χαμηλότερη ενέργεια θέλουν να μοιάσουν το σίδηρο. Τα πιο βαριά από το σίδηρο με το να διασπαστούνε και τα πιο ελαφριά με το να ενωθούνε.
Ευτυχώς όμως η διάσπαση – σχάση ή η ένωση-σύντηξη των πυρήνων δεν γίνεται αυθόρμητα. Γιατί αν γινόταν αυθόρμητα όλα τα στοιχεία θα γινόντουσαν σίδηρο και δεν θα υπήρχαμε και μεις για να συζητάμε. Η διάσπαση ενός πυρήνα γίνεται με το βομβαρδισμό του πυρήνα με βραδέως κινούμενα νετρόνια. Αυτό το έχουμε πετύχει και με ελεγχόμενο τρόπο και με αυτή την αρχή λειτουργούν τα πυρηνικά εργοστάσια.
Για να πετύχουμε την ένωση – σύντηξη των πυρήνων θα πρέπει οι πυρήνες να έρθουν πολύ κοντά. Οι πυρήνες όμως είναι θετικά φορτισμένοι και απωθούνται. Έτσι για να έρθουν κοντά θα πρέπει να κινούνται αντίθετα με τεράστιες ταχύτητες. Τεράστια ταχύτητα σημαίνει τεράστια θερμοκρασία. Έτσι λοιπόν για να έρθουν κοντά οι πυρήνες και να ενωθούν απαιτείται θερμοκρασία εκατομμυρίων βαθμών κελσίου.
Αυτό για πολεμικούς σκοπούς το έχουμε πετύχει. Έχουμε φτιάξει θερμοπυρηνική βόμβα υδρογόνου που για να πετύχουμε τη θερμοκρασία σύντηξης βάζουμε ως καψούλι μία βόμβα σχάσης τύπου Χιροσίμας. Έτσι φθάνει η θερμοκρασία σε εκατομμύρια βαθμούς και ακολουθεί η σύντηξη. Μία θερμοπυρηνική βόμβα υδρογόνου είναι χιλιάδες φορές ισχυρότερη από μία βόμβα τύπου Χιροσίμας. Εδώ όμως και 70 χρόνια δεν έχουμε καταφέρει να κάνουμε ελεγχόμενη πυρηνική σύντηξη. Αν το καταφέρναμε θα είχαμε φθηνή και καθαρή ενέργεια αφού από τη σύντηξη δεν δημιουργούνται ραδιενεργά απόβλητα.
Οι τρόποι με τους οποίους προσπαθούμε να δαμάσουμε την πυρηνική σύντηξη είναι δύο.
► Ο ένας είναι με τη χρήση μαγνητικών φιαλών που απομονώνουν μαγνητικά και επομένως κα θερμικά έναν χώρο που μέσα σ’ αυτόν μπορούμε ν’ αυξήσουμε τη θερμοκρασία σε εκατομμύρια βαθμούς και να πετύχουμε τη σύντηξη. Η μεθοδολογία είναι έμπνευση δύο Ρώσων φυσικών του Ταμ και του Σακχάρωφ και η ονομασία της είναι TOKΑMAK.
►Ο δεύτερος τρόπος είναι ο βομβαρδισμός ενός φιαλιδίου που περιέχει υδρογόνο με πολύ ισχυρά λέιζερ ώστε στο φιαλίδιο αυτό που έχει το μέγεθος ενός ζαριού να αναπτυχθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία για τη σύντηξη. Η μεθοδολογία αυτή αναπτύχθηκε ως επί το πλείστον στην Αγγλία και την Αμερική.
Το άρθρο αναφέρει ότι πετύχαμε απόδοση 170%. Άρα έχουμε κάνει ένα βήμα προς την προσπάθεια τιθάσευσης της πυρηνικής σύντηξης. Απέχουμε όμως πάρα πολύ από τον τελικό στόχο που είναι η παραγωγή φθηνής και καθαρής ενέργειας από σύντηξη. Και αυτό γιατί τώρα μπορούμε να βομβαρδίσουμε ένα φιαλίδιο την ημέρα. Για να παράγουμε ενέργεια με αυτή τη διαδικασία θα πρέπει να βομβαρδίζουμε 10 φιαλίδια το δευτερόλεπτο. Επίσης το κάθε φιαλίδιο σήμερα στοιχίζει μερικές χιλιάδες δολάρια. Για να γίνει εφικτός ο στόχος παραγωγής φθηνής ενέργειας θα πρέπει το κόστος να πέσει σε μερικές πένες. Θα πρέπει επίσης να βρούμε και αποτελεσματικό τρόπο απαγωγής της ενέργειας που παράγεται από το κάθε φιαλίδιο. Άρα απέχουμε μακριά από το στόχο. Έτσι θα πρέπει να έχουμε στο μυαλό μας ότι η προστασία του περιβάλλοντος είναι προς το παρόν μονόδρομος και λέγεται ΑΠΕ.