Optag proton-bor fusionshastighed opnået | FuseNet

optag p-11b fusion opnået; en god grund til at fejre med en bar chokolade

i dette lilla målkammer, interessant navngivet Milka (og også farvet som Milka-koen, se foto), et forskerteam ledet af Christine Labaune ved Ecole Polytechnik i Palaiseau, Frankrig, fuse protoner og bor-11 kerner ved hjælp af en laseraccelereret protonstråle og laserpuls med høj intensitet.

i oktober-2013-udgaven af Nature Communications rapporterede de en ny rekordfusionshastighed: anslået 80 millioner fusionsreaktioner i løbet af de 1, 5 nanosekunder, som laseren fyrede, hvilket er mindst 100 gange mere end noget tidligere proton-bor-eksperiment.

eksperimentelt kammer, hvor proton-bor-fusionen opstod (Klik for større billede)

ingen skadelige neutroner

en af de store udfordringer inden for fusionsenergiforskning er at klare neutroner frigivet fra deuterium-tritium (D-T) reaktioner i en fusionsreaktor. Neutroner kan gøre almindelige materialer radioaktive, og deres energi er vanskelig at fange. Som et alternativ fokuserer forskergruppen bag Milka på fusionsreaktioner mellem protoner og bor-11-kerner, der frigav alfa (helium) partikler, men ingen skadelige neutroner.

ny laserteknologi sat i aktion mod det nedre tværsnit

Proton-borfusionsreaktioner kræver dog meget højere temperatur for at antænde end D-T-reaktioner designet til ITER og Det Nationale Tændingsanlæg, og selv ved disse højere temperaturer er p-b-tværsnittet lavere. Metoderne til D-T-forskningsfaciliteterne til opvarmning og knusning af brint i håb om at skabe en selvbærende forbrænding kan desværre ikke anvendes direkte, når der anvendes protonborbrændstof.

heldigvis gør fremskridt og stigning af højintensitetspulslaserteknologi det muligt at vedtage en anden tilgang, der skaber ekstreme tilstande af stof under forhold langt fra termisk ligevægt. Dette lemper ligevægtskravet og giver os mulighed for at udvide rækkevidden af isotoper, der kan bruges som fusionsbrændstoffer, f.eks. til protonbor.

to-laseropsætningen

posten blev opnået ved hjælp af et to-lasersystem (se billedet nedenfor). En laser (“Nano pulse” nederst på billedet nedenfor) skaber et kortvarigt borplasma ved opvarmning af boratomer fra en borprøve. Den anden laser (“Pico pulse” til venstre på billedet nedenfor) bruges til at accelerere protoner fra et Aluminiumsmål, som derefter smadrer ind i borkernerne, smelter sammen og frigiver Beryllium-og heliumkerner.

eksperimentel opsætning: laserstrålekonfigurationen, målarrangementet og diagnosen.

Timing var afgørende i eksperimentet, da protonernes puls – der varede omkring et picosekund – skal synkroniseres nøjagtigt med nano-sekundlaseren for at smække ind i bormålet på samme tid. Derudover skal protonstrålen foregå af en stråle af elektroner for at skubbe elektroner væk i borplasmaet for at øge chancen for, at protonerne kolliderer med borkernerne og initierer fusionsreaktioner.

ikke en reaktor endnu, men stadig et vigtigt bevis et princip

skemaet med proton-bor-opsætningen giver os ikke en plan for et kommercielt reaktordesign endnu, men det er stadig et vigtigt principbevis. I betragtning af den nye metodes tidlige udviklingsstadium ser teamet af Labaune mange muligheder for forbedringer, så en dag – aneutronisk fusion kan blive standarden.

denne nye eksperimentelle tilgang kan også give muligheder for at studere andre lyskerner, studere ‘tidlige universreaktioner’ af astrofysisk interesse, udforske aneutronisk fusion i tætte plasmaer og udvikle ny indsigt i hurtige iginitionsfusions-ordninger.

  • Naturkommunikation: fusionsreaktioner initieret af laseraccelererede partikelstråler i et laserfremstillet plasma
  • LifeScience: nuklear Fusion: Laserstråleeksperiment giver spændende resultater
  • videnskab-nyheder: Proton-bor nuclear fusion vender tilbage til spotlight
  • LULI2000 – laserfaciliteten med høj effekt, der er vært for nanosekund na picosekund lasersystemer, der bruges i opsætningen

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.