Technologie

Fuzja termojądrowa inaczej, duży sukces „laserowej” metody

KK
Krzysztof Kurdyła
6

Fuzja jądrowa przy pomocy lasera i złotego cylindra? Już wiemy, że się da, wyniki efektywności są obiecujące, tylko czy projekt robiony z myślą o broni jądrowej 4 generacji da się na szybko zaadaptować do tworzenia zielonej energii? Raczej wątpię, aby w tym przypadku priorytety się pozmieniały.

Fuzję jądrową można bez dwu zdań nazwać świętym Graalem dzisiejszej energetyki. W próby opracowania metody wytworzenia plazmy i podtrzymania tego procesu w sposób, który dawałby pozytywny bilans energetyczny, zaangażowanych jest tysiące naukowców i pompowane są ogromne ilości pieniędzy.

Dość powiedzieć, że eksperymentalna elektrowni ITER ma być najdroższym projektem naszej cywilizacji, nie licząc Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Większość projektów opiera się na budowie tokamaków lub stellaratorów, reaktorów termojądrowych pozwalających magnetycznie utrzymywać rozgrzaną plazmę.

Nie oznacza to jednak, że inne pomysły nie istnieją. Naukowcy od lat pracują też nad fuzją inercyjną, w której fuzję deuteru i trytu wywołuje wiązką laserowa wywołująca falę uderzeniową w tym paliwie. Badacze z Lawrence Livermore National Laboratory ogłosili właśnie, że ich ostatni eksperyment zakończył się wielkim sukcesem i osiągnięto ogromny postęp w tej materii.

Laserem w wodór

W eksperymencie przeprowadzonym w National Ignition Facility (NIF) naświetlono malutką kulkę z zamrożoną mieszanką deuteru i trytu światłem ultrafioletowym, wyemitowanym przez 192 lasery. Według ciągle jeszcze niezweryfikowanych przez inne ośrodki wyników, udało się wywołać reakcję fuzji, która uwolniła 1,3 MJ energii, podczas gdy paliwo zaabsorbowało jej jedynie 250 kJ. W porównaniu do poprzednich eksperymentów tego typu wynik poprawiono ponad 8-krotnie.

Niestety nie oznacza to, że wywołana w ten sposób fuzja ma dodatni bilans energetyczny. O ile paliwo faktycznie oddało więcej energii, niż zaabsorbowało, to laser „zużył” do tego procesu 1,9 J energii. Światło lasera trafia do specjalnego złotego cylindra zwanego hohlraum.

Urządzenie służy do zwiększania ilości energii indukowanej laserem pochłanianej przez umieszczoną w jej środku kapsułę paliwową. Jednocześnie powstają w nim też straty energii wynikające z konwersji części promieniowania UV na rentgenowskie.

Elektrownie czy bomby?

Warto też zaznaczyć, że prace nad tym rodzajem fuzji jak na razie mają więcej wspólnego z wojskiem niż zieloną energią. NIF i Livermore National Laboratory są finansowane przez Narodową Administrację Bezpieczeństwa Nuklearnego (NNSA) Departamentu Energii USA i jej przedstawiciele już wyrazili zainteresowanie wynikami tych badań.

„Te niezwykłe wyniki uzyskane w NIF przyczyniają się do rozwoju nauki, od której NNSA uzależnia modernizację naszej broni jądrowej i produkcji. Oferują one również potencjalne nowe możliwości badań nad alternatywnymi źródłami energii, które mogą wspomóc rozwój gospodarczy i pomóc w walce ze zmianami klimatycznymi”.

Nie wiem jak Wy, ale ja mam wrażenie, że wypowiedź zarządcy NNSA, Jilla Hruby'ego, rozłożenie akcentów, dużo mówi, w jakim kierunku są na dziś prowadzone te badania. Nie mniej, technologie wojskowe również często przenoszą się na rynek cywilny, poprawiając jakość życia całych społeczeństw. Czy tak będzie i w tym wypadku? Zobaczymy.

Długa droga, mało czasu

Teraz trochę bardziej pesymistycznie. Warto zaznaczyć, że badania nad tym rodzajem fuzji w kontekście pracy ciągłej, która byłaby potrzebna do stworzenia elektrowni opartych o tę technikę, są w powijakach, albo nie ma ich wręcz w ogóle. W związku z tym raczej nie ma co liczyć, że ta technologia w krótkim czasie umożliwi nam efektywną walkę ze zmianami klimatycznymi.

Fuzja osiągana klasycznymi metodami, bardzo optymistycznie zakładając, pierwsze efekty może dać efekty za 20 - 30 lat. Fuzja laserowa również jest technologią, której opracowanie zajmie dekady, a nie lata. Pozostaje mieć nadzieję, że mamy więcej czasu, niż wyliczyli naukowcy w ostatnim raporcie IPCC.

Źródło: [1]

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu

Więcej na tematy: