Naujas žvilgsnis į branduolių sintezę: šis metodas palengvintų pigesnių ir efektyvesnių sintezės reaktorių kūrimą ()
JAV karinio jūrų laivyno tyrimų laboratorija (NRL) kuria argono fluorido (ArF) lazerį, kuris vieną dieną gali paversti sintezės energiją praktine komercine technologija.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Branduolių sintezės energiją vadinti žaidimą keičiančia technologija yra tas pats, kas sakyti, kad ugnis vieną dieną gali rasti praktinį pritaikymą. Tiesą sakant, gebėjimas generuoti švarią energiją iš vandenilio bet kokiu norimu kiekiu per bet kokį numatomą laikotarpį iš esmės pakeistų civilizaciją taip, kaip mes neįsivaizduojame.
Tačiau ne taip viskas paprasta. Nors teoriškai galime atkurti Saulės viduje vykstančias sąlygas, sintezės reakcijai sukurti vis dar reikia daugiau energijos, nei galime iš jos gauti.
Pastarųjų 75 metų tikslas buvo išgauti temperatūrą, viršijančią 100 milijonų laipsnių pagal Celsijų ir slėgį, reikalingą sintezės reakcijai sukurti ir pagaminti pakankamai perteklinės energijos jai palaikyti. Tai savaime būtų didelis pasiekimas, tačiau technologija taip pat turi palaikyti reakciją neribotą laiką, taip pat būti pakankamai pigi, o reaktorius pakankamai mažas, kad būtų praktiškas.
NRL kuriamas ArF lazeris yra skirtas bandymų prietaisui, pagrįstam inercinio uždarymo sintezės (ICF) principu. Čia deuterio ir tričio, kurie yra sunkieji vandenilio izotopai, granulė yra apšaudoma keliais lazeriais, kaitinant ir suspaudžiant ją per sekundės dalį tiek, kad vandenilio atomai sprogsta, susilieja ir išskiria milžinišką energijos kiekį.
Teigiama, kad naujasis ultravioletinių spindulių lazeris efektyviau perduoda energiją į minėtą granulę ir sukuria daug aukštesnę temperatūrą, kad sukeltų sprogimą.
Naudojant spinduliuotės hidrodinamikos modeliavimą, NRL mokslininkai teigia, kad našumą galima padidinti šimtą kartų. Metodo efektyvumas siekia 16 procentų, kai kito efektyviausio kriptono fluorido lazerio – tik 12 procentų.
Dėl šių patobulinimų ArF lazeris leistų sukurti mažesnes ir pigesnes sintezės jėgaines. Tačiau komanda pabrėžia, kad dar reikia daug nuveikti.
Laboratorija vykdo trijų fazių programą. Pirmoji skirta pagrindinės ArF lazerio technologijos tyrimams. Po to vyks antrasis etapas, kuriame daugiausia dėmesio bus skiriama didelio masto didelės energijos ArF lazerio kūrimui ir išbandymui. Galiausiai trečiajame etape bus pastatytas įrenginys, kurį sudarys 20–30 lazerių.
„Tai galėtų palengvinti nedidelio dydžio, pigesnių branduolių sintezės jėgainių modulių, veikiančių naudojant mažesnę nei vieno megadžaulio lazerio energiją, kūrimą“, – sako Steve Obenschainas, mokslų daktaras, NRL tyrimų fizikas.
„Tai drastiškai pakeistų esamą požiūrį, kad lazerio sintezės energija yra per brangi, o jėgainės per didelės.“
Tyrimas buvo paskelbtas „Philosophical Transactions of the Royal Society“.
