เมื่อวันที่ 8 สิงหาคมปีที่แล้ว นักฟิสิกส์จาก Lawrence Livermore National Laboratory ในสหรัฐฯ ใช้เลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกทำการทดลองที่ทำลายสถิติ การใช้ลำแสง 192 ลำของNational Ignition Facility (NIF) มูลค่า 3.5 พันล้านดอลลาร์เพื่อระเบิดแคปซูลขนาดเท่าเมล็ดพริกไทยที่มีดิวเทอเรียมและไอโซโทป ทำให้ไอโซโทปไฮโดรเจนทั้งสองหลอมรวมกัน ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันที่ยั่งยืนในตัวเอง
เพียงเสี้ยววินาที
ด้วยกระบวนการที่ปล่อยพลังงานมากกว่า 70% ที่ใช้ในการขับเคลื่อนเลเซอร์ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าเลเซอร์ขนาดยักษ์อาจยังเป็นแหล่งพลังงานใหม่ที่ปลอดภัย สะอาด และไร้ขีดจำกัดผลลัพธ์ที่ได้ทำให้นักวิจัยที่ห้องแล็บ Livermore อยู่ในอารมณ์แห่งการเฉลิมฉลอง หลังจากต่อสู้ดิ้นรนมานานกว่าทศวรรษ
เพื่อให้มีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ในไม่ช้าความตื่นเต้นในตอนแรกก็จางหายไปเมื่อความพยายามหลายครั้งในการทำซ้ำความสำเร็จครั้งต่อๆ มากลับล้มเหลว – รวบรวมผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเพียงครึ่งหนึ่งของผลลัพธ์ที่ทำลายสถิติ เนื่องจากฝ่ายบริหารของ Livermore ตัดสินใจทดลองซ้ำเพียงไม่กี่ครั้ง
ห้องทดลองจึงระงับการแสวงหาจุดคุ้มทุนไว้ และพยายามค้นหาว่าอะไรเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงในผลลัพธ์สำหรับนักวิจารณ์ของ NIF การแก้ไขหลักสูตรครั้งล่าสุดไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจ เห็นได้ชัดว่าเป็นการแสดงให้เห็นอีกครั้งถึงความไม่เหมาะสมของโรงงานแห่งนี้ในฐานะฐานทดสอบสำหรับ
การผลิตพลังงานฟิวชันที่แข็งแกร่ง แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังคงมองโลกในแง่ดี และนักวิจัย ของNIF เองก็ออกมาต่อสู้ โดยเผยแพร่ผลการยิงทำลายสถิติของพวกเขาในPhysical Review Letters ( 129 075001) เมื่อเร็วๆ นี้ พวกเขายืนยันว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการ “จุดระเบิด”
ถึงจุดที่ความร้อนจากปฏิกิริยาฟิวชันมีค่ามากกว่าการทำให้เย็นลง สร้างวงจรป้อนกลับเชิงบวกที่เพิ่มอุณหภูมิในพลาสมาอย่างรวดเร็ว Omar Hurricane หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของโครงการฟิวชันของ Livermore ยืนยันว่าคำจำกัดความของการจุดระเบิดตามหลักฟิสิกส์ แทนที่จะเป็นคำอธิบายง่ายๆ ว่า
“จุดคุ้มทุนของพลังงาน”
เป็นคำที่มีความหมายจริงๆ เขาอธิบายถึงความสำเร็จจุดคุ้มทุนในท้ายที่สุดว่าเป็น “งานประชาสัมพันธ์ครั้งต่อไป” อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่ามันยังคงเป็นก้าวสำคัญที่เขาและเพื่อนร่วมงานต้องการไปให้ถึง แท้จริงแล้ว นักฟิสิกส์จากนอกห้องทดลองลิเวอร์มอร์มั่นใจว่าเป้าหมายที่ถูกพูดถึงมากจะถูกโจมตี Steven Roseจาก Imperial College ในสหราชอาณาจักรเชื่อว่า “มีโอกาสทุกทาง” จะถึงจุดคุ้มทุนได้
บันทึกกำไรความพยายามที่จะควบคุมการหลอมรวมเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่พลาสมาของนิวเคลียสของแสงจนถึงจุดที่นิวเคลียสเหล่านั้นเอาชนะแรงผลักซึ่งกันและกันและรวมกันเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่า กระบวนการนี้ทำให้เกิดอนุภาคใหม่ ในกรณีของดิวทีเรียมและทริเทียม นิวเคลียส
ของฮีเลียม (อนุภาคแอลฟา) และนิวตรอน รวมถึงพลังงานจำนวนมหาศาล หากสามารถรักษาพลาสมาไว้ที่อุณหภูมิและความดันสูงอย่างเหมาะสมได้นานเพียงพอ อนุภาคแอลฟาควรให้ความร้อนเพียงพอเพื่อรักษาปฏิกิริยาด้วยตัวเอง ในขณะที่นิวตรอนอาจถูกสกัดกั้นเพื่อผลิตพลังงานให้กับกังหันไอน้ำ
Fusion tokamaks ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อกักพลาสมาเป็นระยะเวลานานพอสมควร NIF เป็นอุปกรณ์ “กักขังเฉื่อย” แทนที่จะใช้ประโยชน์จากสภาวะที่รุนแรงซึ่งสร้างขึ้นชั่วขณะภายในเชื้อเพลิงฟิวชันที่มีการบีบอัดสูงในปริมาณเล็กน้อยก่อนที่มันจะขยายตัวอีกครั้ง เชื้อเพลิงถูกใส่เข้าไปในแคปซูลทรงกลม
ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ซึ่งอยู่ตรงกลางของโลหะทรงกระบอกยาวประมาณ 1 ซม. “โฮห์ลเราม์” และระเบิดเมื่อลำแสงเลเซอร์ที่แม่นยำของ NIF กระทบด้านในของโฮห์ลเราม์และทำให้เกิดน้ำท่วม รังสีเอกซ์ ตรงกันข้ามกับ tokamaks, NIF ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อแสดงพลังงานเป็นหลัก
แต่ทำหน้าที่ตรวจสอบโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการจำลองการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์แทน เนื่องจากสหรัฐฯ หยุดการทดสอบจริงในปี 1992 อย่างไรก็ตาม หลังจากเปิดใช้ในปี 2009 ไม่นาน เห็นได้ชัดว่าโปรแกรมที่ใช้เป็นแนวทางในการปฏิบัติงานได้ประเมินความยากลำบากที่เกี่ยวข้องต่ำเกินไป
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
เมื่อต้องรับมือกับความไม่เสถียรของพลาสมาและก่อให้เกิดการระเบิดที่สมมาตรอย่างเหมาะสม เนื่องจาก NIF ขาดเป้าหมายเริ่มต้นในการจุดระเบิดภายในปี 2555 สำนักงานความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติของสหรัฐฯ ซึ่งดูแลห้องปฏิบัติการ จึงเลิกใช้วัตถุประสงค์ดังกล่าวเพื่อมุ่งความสนใจ
ไปที่งานที่ต้องใช้เวลามากในการทำความเข้าใจไดนามิกของการระเบิดให้ดีขึ้นในช่วงต้นปี 2021 หลังจากการปรับเปลี่ยนการทดลองหลายครั้ง ในที่สุด Hurricane และเพื่อนร่วมงานก็แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถใช้เลเซอร์เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าพลาสมาที่กำลังลุกไหม้ ซึ่งความร้อนจากอนุภาคแอลฟา
จะเกินกว่าแหล่งพลังงานภายนอก จากนั้นพวกเขาได้ทำการปรับแต่งเพิ่มเติมอีกชุดหนึ่ง ซึ่งรวมถึงการลดรูทางเข้าของเลเซอร์ของ Hohlraum และลดกำลังสูงสุดของเลเซอร์ ผลที่ได้คือการเปลี่ยนพลังงานรังสีเอกซ์บางส่วนไปยังการยิงในภายหลัง ซึ่งทำให้พลังงานที่ถ่ายโอนไปยังเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สูงขึ้น
ผลักดันให้สูงพอที่จะแซงหน้าการสูญเสียการแผ่รังสีและการนำไฟฟ้าในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2564 นักวิจัยของ NIF บันทึกภาพสถานที่สำคัญ “N210808” ฮอตสปอตที่ใจกลางเชื้อเพลิงในกรณีนี้มีอุณหภูมิประมาณ 125 ล้านเคลวิน และให้พลังงาน 1.37 MJ ซึ่งสูงกว่าผลลัพธ์ที่ดีที่สุดก่อนหน้านี้ถึงแปดเท่า
ซึ่งได้รับเมื่อต้นปี ผลผลิตใหม่นี้บอกเป็นนัยว่า “กำไรตามเป้าหมาย” ที่ 0.72 – เมื่อเทียบกับเอาต์พุต 1.97 MJ ของเลเซอร์ – และ “กำไรของแคปซูล” ที่ 5.8 เมื่อพิจารณาแทนพลังงานที่แคปซูลดูดซึม
ที่สำคัญกว่านั้น เท่าที่เกี่ยวข้องกับพายุเฮอริเคน การทดลองยังเป็นไปตามเกณฑ์ที่เรียกว่า Lawson
credit: FactoryOutletSaleMichaelKors.com OrgPinteRest.com hallokosmo.com 20mg-cialis-canadian.com crise-economique-2008.com latrucotecadeblogs.com 1001noshti.com 007AntiSpyware.com bravurastyle.com WoodlandhillsWeather.com
