تعد المضخمات الأولية لمرفق الإشعال الوطني الخطوة الأولى في زيادة طاقة أشعة الليزر أثناء انتقالها إلى الغرفة المستهدفة. الائتمان: داميان جيميسون / إل إل إن إل
وحققت التجارب التي أجريت في أغسطس عائدًا قياسيًا تجاوز 1.3 ميغا جول.
بعد عقود من أبحاث اندماج الحبس الذاتي ، تم تحقيق عائد قياسي يزيد عن 1.3 ميغا جول (MJ) من تفاعلات الاندماج لأول مرة في المختبر في تجربة في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) مرفق الإشعال الوطني (NIF) في 8 أغسطس 2021 تشير هذه النتائج إلى تحسن بمقدار 8 أضعاف عن التجارب التي أجريت في ربيع 2021 وزيادة بمقدار 25 ضعفًا عن أداء NIF القياسي في عام 2018 (الشكل 1).
تقوم NIF بتوجيه وتضخيم وتعكس وتركيز 192 حزمة ليزر قوية على هدف بحجم ممحاة القلم الرصاص بدقة في أجزاء من المليار من الثانية. يولد NIF درجات حرارة مستهدفة تزيد عن 180 مليون درجة فهرنهايت وضغوط تزيد عن 100 مليار غلاف جوي للأرض. تؤدي هذه الظروف القاسية إلى اندماج ذرات الهيدروجين في الهدف وإطلاق الطاقة في تفاعل نووي حراري محكوم.
الشكل 1. توضح هذه الصورة كفاءة الاندماج (ميغا جول) من عام 2011 حتى الآن. الائتمان: LLNL
ستناقش عالمة الفيزياء في LLNL ديبي كالاهان هذا الإنجاز في جلسة عامة في 63بحث وتطوير الاجتماع السنوي لقسم فيزياء البلازما APS. في حين كانت هناك تغطية إعلامية كبيرة لهذا الإنجاز ، فإن هذا المؤتمر سيمثل الفرصة الأولى لمعالجة هذه النتائج والطريق إلى الأمام في مؤتمر علمي.
كان تحقيق هذه الإنتاجية العالية هدفًا طويل الأمد لأبحاث اندماج الحبس الذاتي ويضع الباحثين على شفا الإشعال الاندماجي ، وهو هدف مهم لـ NIF ، أكبر ليزر في العالم وأكثرها نشاطًا.
يستخدم مجتمع أبحاث الاندماج العديد من التعريفات التقنية للاشتعال ، لكن الأكاديمية الوطنية للعلوم تبنت تعريف “كسب أكبر من الوحدة” في مراجعة عام 1997 لـ NIF ، مما يعني كفاءة اندماج أكبر من طاقة الليزر المقدمة. أنتجت هذه التجربة كفاءة اندماج تبلغ حوالي ثلثي طاقة الليزر المزودة ، وهو قريب جدًا من هذا الهدف.
استندت التجربة إلى العديد من التطورات التي طورها فريق NIF في السنوات الأخيرة ، ولا سيما التشخيصات الجديدة ؛ تحسينات على صياغة الأهداف في غلاف الكبسولة ، وأنبوب الملء ، و hohlraum (أسطوانة ذهبية تحمل الكبسولة المستهدفة) ؛ دقة الليزر المحسنة وتعديلات في التصميم لزيادة الطاقة المقترنة بالانفجار وضغط الانفجار الداخلي.
هذه التطورات مفتوحة للوصول إلى نظام تجريبي جديد ، مع طرق جديدة للبحث وإمكانية مقارنة النمذجة المستخدمة لفهم قرب الالتهاب.
الاجتماع: الاجتماع السنوي الثالث والستون لقسم فيزياء البلازما في الجمعية الأمريكية للفيزياء
AR01.00001: الحصول على البلازما المحترقة على جهاز الإشعال الوطني بالليزر (NIF)
