Generowanie nieskończonej energii przy zerowej emisji poprzez tylko połączenie atomów wodoru od lat jest czymś w rodzaju marzeń o fajce. Teraz naukowcy mogą zbliżyć się o krok do możliwej mocy syntezy jądrowej dzięki futurystycznemu eksperymentowi i dziesiątkom pistoletów plazmowych.
Osiemnaście z 36 pistoletów plazmowych znajduje się na maszynie, co może sprawić, że moc syntezy stanie się rzeczywistością. Te pistolety są kluczowymi komponentami eksperymentu z liniowym plazmą (PLX) w Los Alamos National Laboratory, w którym zastosowano nowe podejście do problemu. PLX, jeśli zadziała, połączy dwie istniejące metody trzaskania atomów wodoru z pojedynczym protonem razem, tworząc dwa protonowe atomy helu. Proces ten generuje ogromne ilości energii na próbkę paliwa, znacznie więcej niż rozszczepianie ciężkich atomów (rozszczepienie). Mamy nadzieję, że metoda zapoczątkowana w PLX nauczy naukowców, jak wytwarzać tę energię wystarczająco wydajnie, aby była opłacalna do użytku w świecie rzeczywistym.
Obietnicą fuzji jest to, że wytwarza ona mnóstwo energii. Za każdym razem, gdy dwa atomy wodoru łączą się w hel, niewielka część ich materii zamienia się w całą masę energii.
Problem fuzji polega na tym, że nikt nie wymyślił, jak wygenerować tę energię w użyteczny sposób.
Zasady są dość proste, ale wykonanie jest wyzwaniem. W tej chwili na świecie jest mnóstwo bomb syntezy wodoru, które mogą błyskawicznie uwolnić całą swoją energię i zniszczyć siebie (i wszystko inne w promieniu wielu kilometrów). Okazjonalnemu dziecku udało się nawet zbudować malutki, nieefektywny reaktor termojądrowy w ich pokoju zabaw. Ale istniejące reaktory termojądrowe pochłaniają więcej energii niż wytwarzają. Nikomu jeszcze nie udało się stworzyć kontrolowanej, trwałej reakcji syntezy jądrowej, która wydziela więcej energii niż jest zużywana przez maszynę tworzącą i powstrzymującą reakcję.
Pierwsza z dwóch metod łączenia PLX nazywa się zamknięciem magnetycznym. To właśnie stosuje się w reaktorach termojądrowych zwanych tokamakami, które wykorzystują potężne magnesy do zawieszania przegrzanej, ultracienkiej plazmy topiących się atomów wewnątrz maszyny, dzięki czemu utrzymuje się i nie ucieka. Największym z nich jest ITER, maszyna 25 000 ton (23 000 ton metrycznych) we Francji. Jednak projekt napotkał opóźnienia i przekroczenia kosztów, a nawet optymistyczne prognozy sugerują, że nie zostaną ukończone do lat 50. XX wieku, jak donosi BBC w 2017 r.
Drugie podejście nazywa się zamknięciem bezwładnościowym. Lawrence Livermore National Laboratory, inny oddział zakładu energetycznego, ma maszynę o nazwie National Ignition Facility (NIF), która podąża tą drogą do fuzji. NIF jest zasadniczo bardzo dużym systemem do strzelania super mocnych laserów w małe ogniwa paliwowe zawierające wodór. Kiedy lasery uderzają w paliwo, wodór się nagrzewa i uwięziony w ogniwie paliwowym topi się. NIF działa, ale nie wytwarza więcej energii niż zużywa.
PLX, zgodnie z oświadczeniem American Physical Society (APS), jest nieco inny niż którykolwiek z tych dwóch. Wykorzystuje magnesy do zatrzymania wodoru, jak tokamak. Ale ten wodór jest doprowadzany do temperatur i ciśnień stapiania przez gorące strumienie plazmy wystrzeliwujące z pistoletów rozmieszczonych wokół kulistej komory urządzenia, wykorzystując pistolety zamiast laserów takich jak te stosowane w NIF.
Według APS fizycy prowadzący projekt PLX przeprowadzili wczesne eksperymenty z użyciem 18 zainstalowanych już pistoletów. Eksperymenty te dostarczyły naukowcom wczesnych danych o tym, jak zachowują się strumienie plazmy, gdy zderzają się wewnątrz maszyny, a naukowcy przedstawili te dane wczoraj (21 października) na dorocznym spotkaniu APS Division of Plazma Physics w Fort Lauderdale na Florydzie. Naukowcy powiedzieli, że te dane są ważne, ponieważ istnieją sprzeczne teoretyczne modele tego, jak dokładnie zachowuje się plazma, gdy zderza się w tego rodzaju zderzeniach.
Los Alamos powiedział, że zespół ma nadzieję zainstalować pozostałe 18 dział na początku 2020 r. I przeprowadzić eksperymenty przy użyciu pełnej baterii 36-plazmowej do końca tego roku.
