Een team van onderzoekers van de Universiteit van Osaka heeft een nieuwe methode onderzocht om kernfusie-energie op te wekken. waaruit blijkt dat het relativistische effect van ultra-intens laserlicht verbetert ten opzichte van de huidige "snelle ontstekings"-methoden in laserfusie-onderzoek om de brandstof lang genoeg te verwarmen om elektrisch vermogen te genereren. Deze bevindingen kunnen een vonk zijn voor laserfusie, een nieuw tijdperk van koolstofloze energieproductie inluiden.

Huidige kernenergie maakt gebruik van de splijting van zware isotopen, zoals uranium, in lichtere elementen om kracht te produceren. Nog, deze splijtingskracht heeft grote zorgen, zoals de verwijdering van verbruikte splijtstof en het risico op meltdowns. Een veelbelovend alternatief voor splijting is kernfusie. Zoals alle sterren, onze zon wordt aangedreven door de fusie van lichte isotopen, met name waterstof, in zwaardere elementen. Fusie heeft veel voordelen ten opzichte van splijting, inclusief het ontbreken van gevaarlijk afval of het risico van ongecontroleerde kernreacties.

Echter, meer energie uit een fusiereactie halen dan erin werd gestopt, is een ongrijpbaar doel gebleven. Dit komt doordat waterstofkernen elkaar sterk afstoten, en fusie vereist extreme hitte- en drukomstandigheden - zoals die in het binnenste van de zon, bijvoorbeeld - om ze samen te persen. een methode, "inertiële opsluiting" genoemd, maakt gebruik van laserpulsen met extreem hoge energie om een ​​brandstofpellet te verwarmen en samen te drukken voordat deze de kans krijgt om uit elkaar te worden geblazen. Helaas, deze techniek vereist een uiterst nauwkeurige controle van de energie van de laser, zodat de compressieschokgolven allemaal tegelijk in het midden aankomen.

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van de Universiteit van Osaka heeft een aangepaste methode ontwikkeld voor traagheidsopsluiting die consistenter kan worden uitgevoerd met een tweede laserschot. In "super-penetratie" snelle ontsteking, de direct bestraalde tweede laser produceert snel bewegende elektronen in dicht plasma die de kern tijdens compressie verwarmen om fusie op gang te brengen. "Door gebruik te maken van het relativistische gedrag van de laser met hoge intensiteit, de energie kan betrouwbaar worden geleverd aan brandstof in het geïmplodeerde plasma gericht op de ontsteking, " zegt eerste auteur Tao Gong.

De brandstof voor deze methode, wat meestal een mengsel is van de waterstofisotopen deuterium en tritium, is gemakkelijker te verkrijgen dan uranium, en wordt onschadelijk helium na fusie. "Dit resultaat is een belangrijke stap in de richting van de realisatie van laserfusie-energie, evenals voor andere toepassingen van fysica met hoge energiedichtheid, inclusief medische behandeling, ", legt senior auteur Kazuo Tanaka uit.