Rekordowa szybkość fuzji proton-Bor osiągnięta | FuseNet

rekordowa szybkość fuzji P-11b; dobry powód do świętowania z tabliczką czekolady

w tej fioletowej komorze docelowej, ciekawie nazwanej Milka (a także pokolorowanej jako Krowa Milka, patrz zdjęcie), Zespół badawczy kierowany przez Christine Labaune z Ecole Polytechnique w Palaiseau we Francji, bezpiecznik protonów i jąder boru-11 przy użyciu przyspieszonego laserowo protonu.wiązka i impuls laserowy o wysokiej intensywności.

w wydaniu Nature Communications z października 2013 roku poinformowano o nowym rekordowym tempie fuzji: szacuje się, że 80 milionów reakcji termojądrowych podczas 1,5 nanosekund wystrzelonych przez laser, co jest co najmniej 100 razy większe niż jakikolwiek poprzedni eksperyment proton-Bor.

komora Doświadczalna, w której doszło do fuzji proton-Bor (Kliknij by powiększyć)

brak szkodliwych neutronów

jednym z największych wyzwań w badaniach nad energią termojądrową jest poradzenie sobie z neutronami uwolnionymi z reakcji Deuter-trytu (d-T) w reaktorze termojądrowym. Neutrony mogą sprawić, że zwykłe materiały będą radioaktywne, a ich energia jest trudna do wychwycenia. Alternatywnie, zespół badawczy Milka koncentruje się na reakcjach fuzji między protonami i jądrami boru-11, które uwalniają cząstki alfa (Hel), ale nie szkodliwe neutrony.

nowa technologia laserowa zastosowana przeciwko reakcjom fuzji Proton-Bor o niższym przekroju

wymaga jednak znacznie wyższej temperatury do zapłonu niż reakcje d-T zaprojektowane dla ITER i National Ignition Facility, a nawet w tych wyższych temperaturach przekrój p-B jest niższy. Metody stosowane przez ośrodki badawcze D-T do podgrzewania i kruszenia wodoru w nadziei na samowystarczalne spalanie, niestety nie mogą być stosowane bezpośrednio przy użyciu paliwa proton-Bor.

na szczęście postęp i rozwój technologii laserów impulsowych o wysokiej intensywności umożliwia przyjęcie innego podejścia, które tworzy ekstremalne stany materii w Warunkach dalekich od równowagi termicznej. To rozluźnia wymóg równowagi i pozwala rozszerzyć zakres izotopów, które mogą być używane jako paliwa fuzyjne, np. do protonu-boru.

konfiguracja dwusilnikowa

rekord został osiągnięty przy użyciu systemu dwusilnikowego (patrz rysunek poniżej). Jeden laser („Nano pulse” na dole na obrazku poniżej) tworzy krótkotrwałą plazmę boru, ogrzewając Atomy boru z próbki boru. Drugi laser („Pico pulse” po lewej stronie na obrazku poniżej) jest używany do przyspieszania protonów z tarczy aluminiowej, które następnie rozbijają się w jądrach boru, łączą się ze sobą i uwalniają jądra berylu i Helu.

konfiguracja eksperymentalna: konfiguracja wiązki laserowej, ustawienie celu i diagnostyka.

czas był kluczowy w eksperymencie, ponieważ impuls protonów – trwający około jednej pikosekundy – musi być precyzyjnie zsynchronizowany z nanosekundowym laserem, aby uderzyć w cel boru w tym samym czasie. Ponadto wiązka protonów musi być poprzedzona wiązką elektronów, aby wypchnąć elektrony w plazmie boru, aby zwiększyć szansę zderzenia protonów z jądrami boru i zainicjować reakcje fuzji.

jeszcze nie reaktor, ale nadal ważny dowód zasada

schemat układu proton-BOR nie daje nam jeszcze planu komercyjnego projektu reaktora, ale nadal jest ważnym dowodem Zasady. Biorąc pod uwagę wczesny etap rozwoju nowej metody, zespół Labaune widzi wiele możliwości ulepszeń, aby pewnego dnia fuzja aneutronowa stała się standardem.

to nowe eksperymentalne podejście może również zapewnić możliwości badania innych lekkich jąder, badania 'reakcji we wczesnym Wszechświecie’ o znaczeniu Astrofizycznym, zbadania fuzji aneutronowej w gęstych plazmach i opracowania nowych spostrzeżeń w schematach fuzji szybko iginition.

  • Nature Communications: reakcje fuzji zainicjowane przez wiązki cząstek przyspieszanych laserowo w plazmie wytwarzanej laserowo
  • LifeScience: fuzja jądrowa: eksperyment z wiązką laserową przynosi ekscytujące wyniki
  • Nauka-Aktualności: Fuzja jądrowa Proton-Bor powraca w centrum uwagi
  • LULI2000-centrum laserowe dużej mocy, w którym znajdują się nanosekundy na picosecond Laser systems używane w instalacji

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.