Les scientifiques ont confirmé que l’année dernière, pour la première fois en laboratoire, ils ont obtenu une réaction de fusion qui s’auto-perpétue (au lieu de s’éteindre) – nous rapprochant de la reproduction de la réaction chimique qui alimente الشمس.
ومع ذلك ، فهم لا يعرفون بالضبط كيفية إعادة إنشاء التجربة.
الاندماج النووي يحدث عندما تتحد ذرتان لتكوين ذرة أثقل ، مما يطلق دفعة هائلة من الطاقة في هذه العملية.
غالبًا ما توجد هذه العملية في الطبيعة ، ولكن من الصعب جدًا تكرارها في المختبر لأنها تتطلب بيئة عالية الطاقة للحفاظ على التفاعل.
الشمس يولد الطاقة باستخدام الاندماج النووي – تكسير ذرات الهيدروجين معًا لتكوين الهيليوم.
المستعرات الأعظمية – شموس متفجرة – أيضًا الاستفادة من الاندماج النووي لألعابهم النارية الكونية. قوة هذه التفاعلات هي التي تخلق جزيئات أثقل مثل الحديد.
في البيئات التي من صنع الإنسان هنا على الأرض ، تميل الحرارة والطاقة إلى الهروب من خلال آليات التبريد مثل إشعاع الأشعة السينية والتوصيل الحراري.
لجعل الاندماج النووي مصدر طاقة قابلًا للتطبيق بالنسبة للبشر ، يجب على العلماء أولاً تحقيق ما يسمى “الاشتعال” ، حيث تتغلب آليات التسخين الذاتي على كل الطاقة المفقودة ، أي الطاقة.
بمجرد الحصول على الإشعال ، يكون تفاعل الاندماج مستدامًا ذاتيًا.
في عام 1955 ، أنشأ الفيزيائي جون لوسون مجموعة المعايير ، المعروفة الآن باسم “معايير الاشتعال من نوع لوسون” ، للمساعدة في التعرف على وقت حدوث هذا الاشتعال.
عادة ما يحدث اشتعال التفاعلات النووية في بيئات شديدة الكثافة ، مثل المستعرات الأعظمية أو الأسلحة النووية.
أمضى الباحثون في مرفق الإشعال الوطني في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا أكثر من عقد من الزمان في إتقان تقنيتهم ولديهم مؤكد الآن أن التجربة التاريخية التي أجريت في 8 أغسطس 2021 أنتجت بالفعل أول اشتعال ناجح على الإطلاق لتفاعل الاندماج النووي.
في تحليل حديث ، تم الحكم على تجربة 2021 مقابل تسعة إصدارات مختلفة من معيار لوسون.
قالت عالمة الفيزياء النووية آني كريتشر من منشأة الإشعال الوطنية: “هذه هي المرة الأولى التي نجتاز فيها معيار لوسون في المختبر”. عالم جديد.
لتحقيق هذا التأثير ، وضع الفريق كبسولة من التريتيوم ووقود الديوتيريوم في وسط حجرة اليورانيوم المنضب المبطنة بالذهب وأطلقوا 192 ليزرًا عالي الطاقة عليها لتكوين حمام من الأشعة السينية المكثفة.
خلقت البيئة المكثفة الناتجة عن موجات الصدمة الموجهة داخليًا تفاعل اندماج مستدام ذاتيًا.
في ظل هذه الظروف ، اندمجت ذرات الهيدروجين ، وأطلقت 1.3 ميغا جول من الطاقة لمائة تريليون جزء من الثانية ، أو 10 كوادريليون واط من الطاقة.
خلال العام الماضي ، حاول الباحثون تكرار النتيجة في أربع تجارب مماثلةلكنها تمكنت فقط من إنتاج نصف الطاقة الناتجة في تجربة التسجيل الأولية.
يوضح كريتشر أن الاشتعال حساس للغاية للتغيرات الصغيرة التي بالكاد يمكن إدراكها ، مثل الاختلافات في بنية كل كبسولة وشدة الليزر.
“إذا بدأت من نقطة بداية أسوأ من الناحية المجهرية ، فإن هذا يترجم إلى فرق أكبر بكثير في كفاءة الوقود النهائية ،” قال عالم فيزياء البلازما جيريمي شيتيندين في إمبريال كوليدج لندن. “تجربة 8 أغسطس كانت أفضل سيناريو”.
يريد الفريق الآن معرفة ما هو مطلوب بالضبط لبدء الإشعال وكيفية جعل التجربة أكثر مرونة في مواجهة الأخطاء الصغيرة. بدون هذه المعرفة ، لا يمكن توسيع نطاق العملية لإنشاء مفاعلات اندماج يمكنها تشغيل المدن ، وهو الهدف النهائي لهذا النوع من البحث.
يقول Chittenden: “لا تريد أن تكون في وضع يتعين عليك فيه فعل كل شيء بشكل صحيح للحصول على الإشعال”.
تم نشر هذه المقالة في خطابات الفحص البدني.
