L’8 agosto 2021, 192 raggi laser hanno pompato molta più energia dell’intera rete elettrica americana in una minuscola capsula d’oro e hanno acceso, per una frazione di secondo, gli stessi fuochi termonucleari che alimentano il Sole.

L’esperimento sull’energia da fusione, condotto dalla National Ignition Facility presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California, è esplorato in dettaglio in tre nuovi documenti di ricerca, uno dei quali è stato pubblicato su messaggi di revisione fisicaE il DueFoglie pubblicato in revisione fisica – Ciò sostiene che i ricercatori hanno raggiunto “l’accensione”, un passaggio fondamentale che dimostra che la fusione nucleare controllata è realizzabile. Ma le definizioni di ciò che costituisce “accensione” variano e, qualunque cosa sia definita, i risultati per il 2021 sono ancora lontani da un pratico reattore a fusione, nonostante produca una grandissima quantità di energia.

La fusione nucleare comporta la fusione di due elementi, solitamente isotopi dell’idrogeno, in un elemento più pesante, l’elio. Rilascia enormi quantità di energia nel processo, che è il processo che alimenta stelle come il Sole.

Una centrale a fusione produrrebbe energia in abbondanza utilizzando solo idrogeno dall’acqua come combustibile e produrrebbe elio come rifiuto, senza il rischio di crolli o radiazioni. Ciò contrasta con la fissione nucleare, il tipo di reazione nelle centrali nucleari contemporanee, che divide i nuclei di elementi pesanti come l’uranio per produrre energia.

Mentre le reazioni di fusione hanno luogo nel Sole e la fusione incontrollata si verifica nelle esplosioni termonucleari, il controllo della reazione di fusione continua per generare energia è sfuggito agli ingegneri nucleari per decenni. Diversi esperimenti di progettazione sono stati in grado di produrre reazioni di fusione per periodi di tempo molto brevi, ma non hanno mai raggiunto “l’accensione”, il punto in cui l’energia rilasciata da una reazione di fusione è maggiore della quantità di energia richiesta per generare e mantenere quella reazione.

Il team della National Ignition Facility è l’autore di uno dei tre nuovi documenti e Uno pubblicato sulla rivista messaggi di revisione fisica, sostiene che “l’accensione è uno stato in cui il plasma di fusione può iniziare a “bruciare la riproduzione” in combustibili freddi ambientali, consentendo un elevato potenziale di guadagno di energia”. Cioè, la fusione è iniziata nel combustibile a idrogeno freddo e la reazione si è espansa per generare molta più energia rispetto agli esperimenti precedenti.

L’esperimento dell’8 agosto 2021 ha richiesto 1,9 megajoule di energia sotto forma di un laser ultravioletto per indurre una reazione di fusione in piccoli granelli congelati di isotopi di idrogeno, un progetto di reazione di fusione inerziale, e ha rilasciato 1,3 megajoule di energia, ovvero circa il 70% del energia messa nell’esperimento. In altre parole, l’uscita è stata di oltre un quadrilione di watt di potenza, anche se è stata attivata per una frazione di secondo.

“Il colpo record è stato un importante progresso scientifico nella ricerca sulla fusione, che dimostra che l’accensione della fusione in vitro è possibile al NIF”, ha affermato Omar Hurrican, capo scienziato del Lawrence Livermore National Laboratory for the Self-Confinement Fusion Program, Ha detto in una dichiarazione. “Il raggiungimento delle condizioni per l’accensione è stato un obiettivo di vecchia data di tutta la ricerca sulla fusione di autoconfinamento e apre l’accesso a un nuovo regime sperimentale in cui l’autoriscaldamento delle particelle alfa supera tutti i meccanismi di raffreddamento nei plasmi di fusione”.

I successivi tentativi di ripetere l’esperimento hanno prodotto energia di produzione molto inferiore, principalmente nell’intervallo da 400 a 700 kJ, portando alcuni ricercatori a suggerire che il progetto sperimentale della National Ignition Facility è tecnicamente un vicolo cieco, Secondo il rapporto A cura della sezione news della rivista temperare la natura.

“Penso che dovrebbero chiamarlo un colpo e una presa”, ha detto il fisico ed ex ricercatore del Laboratorio di ricerca navale statunitense Stephen Bodner. temperare la natura.

L’impianto di accensione nazionale è costato $ 3,5 miliardi, $ 2 miliardi in più del previsto ed è in ritardo, con i ricercatori che inizialmente puntavano al 2012 poiché la scadenza per dimostrare che l’accensione era fattibile utilizzando il progetto.

I nuovi studi indicano che i ricercatori sono disposti a continuare a esplorare ciò che la National Ignition Facility può fare, soprattutto perché, a differenza di altri ricercatori sulla fusione, i ricercatori della struttura non si concentrano principalmente sullo sviluppo di centrali elettriche a fusione, ma piuttosto su una migliore comprensione delle armi termonucleari.

“Lavoriamo con un sistema a cui nessun ricercatore ha avuto accesso dalla fine dei test nucleari”, ha affermato il dottor Hurricane. “È una grande opportunità per ampliare le nostre conoscenze mentre continuiamo a fare progressi”.