8. srpna 2021 se v zařízení NIF (National Ignition Facility) při Národní laboratoři Lawrence Livermora (LLNL) poprvé podařilo realizovat zážeh jaderné fúze. Došlo přitom k uvolnění energie větší než 1,3 megajoulů. Přesně po roce byly výsledky tohoto experimentu publikovány ve třech odborných časopisech, uvádí tisková zpráva.
Zážeh jaderné fúze je okamžik, kdy se reakce stává samovolnou. K tomu dochází, když energie uvolňovaná fúzními reakcemi ohřívá hmotu paliva rychleji, než ji ochlazují ztrátové mechanismy. V takovém okamžiku již není zapotřebí vnější energie potřebné k ohřevu paliva na fúzní teplotu. Odborníci se domnívají, že dosažení zážehu jaderné fúze je prvním krokem k potenciálně neomezenému zdroji energie.
Podařilo se!
„Rekordní zážeh byl významným vědeckým pokrokem ve výzkumu jaderné fúze, který potvrzuje, že v laboratoři NIF je něco takového možné,“ řekl vedoucí vědecký pracovník Omar Hurricane. Jeho laboratoř nejprve prováděla experimenty v režimu „hořícího plazmatu“, čímž připravila půdu pro další posun.
Národní laboratoř Lawrence Livermora provozuje laserový systém s výkonem 1,8 MJ. Tento systém je určen ke stlačování a zahřívání směsi deuteria a tritia, což jsou izotopy vodíku, za účelem jejich stlačení na zlomek jejich původní velikosti a následné fúze na atomy helia, při které se uvolňují neutrony.
„Na základě tohoto projektu jsme provedli několik vylepšení, abychom se 8. srpna 2021 dostali k zážehu,“ vysvětlil fyzik Alex Zylstra. „Zlepšení fyzikálního návrhu a kvality terče, to vše pomohlo k úspěchu srpnového experimentu.“ Dalšími změnami byla vyšší kvalita kapsle a menší palivová plnicí trubice.
Povede se úspěch zopakovat?
Od loňského úspěchu se vědci snaží rekordní výkon zopakovat, aby pochopili jeho experimentální citlivost. Provedli celou řadu pokusů, během nichž však nedosáhli srovnatelné úrovně uvolněné energie – většinou se pohybovali v rozmezí od 430 do 700 kJ.
Údaje získané z těchto a dalších experimentů poskytují zásadní vodítka k tomu, co se povedlo a jaké změny jsou nutné, aby bylo možné experiment zopakovat a v budoucnu překonat. Vědecký tým také využívá získaná data k dalšímu pochopení základních procesů vznícení a hoření jaderné fúze a k vylepšení simulačních nástrojů.
„Je nesmírně vzrušující mít důkaz existence zážehu v laboratoři,“ řekl Hurricane. „Pracujeme v režimu, ke kterému se žádný vědec nedostal od konce jaderných zkoušek, a je to neuvěřitelná příležitost rozšířit naše znalosti, protože pokračujeme v pokroku.“
