NIF fusion breakeven krav peer reviewed og verificeret af flere teams

Fem uafhængige teams af forskere har gennemgået arbejdet og påstandene fra en gruppe ved National Ignition Facility (NIF), som annoncerede i december 2022, at de havde opnået den første laserdrevne fusionsreaktion, der oversteg "videnskabelig breakeven" - hvor mere energi blev produceret af en menneskeskabt fusionsreaktion end forbrugt af reaktionen.

Alle fem hold har bekræftet deres påstande. Tre af holdene offentliggjorde deres resultater og konklusioner i tidsskriftet Physical Review Letters; de to andre hold publicerede artikler i tidsskriftet Physical Review E .

Efter mange års indsats fra flere hold over hele kloden, har holdene bekræftet, at det burde være muligt at bruge fusion som strømkilde. Bedriften indvarsler en ny æra inden for kernefusionsforskning – og muligvis strømproduktion.

På sit mest grundlæggende niveau er kernefusion enkel - når lette elementer smeltes sammen til tungere elementer, resulterer en reaktion i frigivelse af energi. Sådanne reaktioner tegner sig for den energi, der udsendes af stjerner, inklusive solen. Tidligere forskning har vist, at genskabelse af sådanne reaktioner i et laboratoriemiljø kræver et andet miljø end det, der findes i stjerner – der er behov for højere temperaturer, hvilket betyder, at der bruges en masse energi.

Det har ført til målet om at finde en måde at generere fusionsreaktioner, der producerer mere strøm, end der er nødvendigt for at producere dem. For at nå det mål affyrede holdet hos NIF lasere mod en kapsel indeholdende to typer tung brint. Dette resulterede i frigivelsen af ​​røntgenstråler, der oversvømmede brændstoffet, hvilket ansporede fusionsprocessen. I deres banebrydende eksperiment brugte holdet på NIF 2,05 megajoule energi til at drive laserne og målte 3,15 megajoule energi fra fusionsreaktionen.

Nogle af de hold, der har foretaget en analyse af eksperimenterne, bemærker i deres anmeldelser, at mens holdet på NIF har opnået et monumentalt gennembrud, er der stadig meget arbejde, der skal gøres, før fusion kan bruges som strømkilde. Fysikere skal for eksempel opskalere teknikken, og udbyttet skal være meget større for at retfærdiggøre dens brug i kommercielle omgivelser.

Men de fandt også grunde til optimisme – de fandt f.eks. ud af, at materialet i kapslen uventet blev genopvarmet under eksperimentet på grund af energi fra fusionsreaktionen til energier, der var højere end den, laserne leverede.

Flere oplysninger: H. Abu-Shawareb et al., Achievement of Target Gain Larger than Unity in an Inertial Fusion Experiment, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065102

A. L. Kritcher et al, Design af det første fusionseksperiment for at opnå målenergiforstærkning G>1, Physical Review E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025204

O. A. Hurricane et al., Energy Principles of Scientific Breakeven in an Inertial Fusion Experiment, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065103

A. Pak et al., Observationer og egenskaber ved det første laboratoriefusionseksperiment, der oversteg en målforstærkning på enhed, Physical Review E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025203

M. S. Rubery et al, Hohlraum Genopvarmning fra Burning NIF Implosions, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065104

Journaloplysninger: Physical Review Letters , Fysisk gennemgang E

© 2024 Science X Network