Vijf onafhankelijke teams van onderzoekers hebben het werk en de beweringen beoordeeld van een groep van de National Ignition Facility (NIF), die in december 2022 aankondigde dat ze de eerste laseraangedreven fusiereactie hadden bereikt die het ‘wetenschappelijke break-even’ overschreed – waarbij meer energie werd geproduceerd door een door de mens veroorzaakte fusiereactie en vervolgens door de reactie verbruikt.

Alle vijf teams hebben hun claims bevestigd. Drie van de teams publiceerden hun bevindingen en conclusies in het tijdschrift Physical Review Letters; de andere twee teams publiceerden artikelen in het tijdschrift Physical Review E .

Na vele jaren van inspanningen van meerdere teams over de hele wereld hebben de teams bevestigd dat het mogelijk moet zijn om fusie als energiebron te gebruiken. Deze prestatie luidt een nieuw tijdperk in het kernfusieonderzoek in – en mogelijk ook de energieopwekking.

Op het meest basale niveau is kernfusie eenvoudig:wanneer lichte elementen worden versmolten tot zwaardere elementen, resulteert een reactie in het vrijkomen van energie. Dergelijke reacties zijn verantwoordelijk voor de energie die wordt uitgestraald door sterren, inclusief de zon. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het opnieuw creëren van dergelijke reacties in een laboratoriumomgeving een andere omgeving vereist dan die in sterren. Er zijn hogere temperaturen nodig, wat betekent dat er veel energie wordt verbruikt.

Dat heeft geleid tot het doel om een ​​manier te vinden om fusiereacties te genereren die meer energie produceren dan nodig is om ze te produceren. Om dat doel te bereiken vuurde het team van NIF lasers af op een capsule die twee soorten zware waterstof bevatte. Dit resulteerde in het vrijkomen van röntgenstralen die de brandstof overspoelden, waardoor het fusieproces op gang kwam. In hun baanbrekende experiment gebruikte het team van NIF 2,05 megajoule energie om de lasers van stroom te voorzien, en mat 3,15 megajoule energie uit de fusiereactie.

In hun besprekingen merken sommige teams die een analyse van de experimenten uitvoeren op dat hoewel het team van NIF een monumentale doorbraak heeft bereikt, er nog veel werk moet worden verzet voordat fusie als energiebron kan worden gebruikt. Natuurkundigen moeten de techniek bijvoorbeeld opschalen en de opbrengst moet veel groter zijn om het gebruik ervan in een commerciële omgeving te rechtvaardigen.

Maar ze vonden ook redenen voor optimisme:ze ontdekten bijvoorbeeld dat tijdens het experiment het materiaal in de capsule onverwachts opnieuw werd verwarmd als gevolg van de energie van de fusiereactie op energieën die hoger waren dan die van de lasers.

Meer informatie: H. Abu-Shawareb et al., Bereiking van doelwinst groter dan eenheid in een traagheidsfusie-experiment, Fysieke recensiebrieven (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065102

A. L. Kritcher et al, Ontwerp van het eerste fusie-experiment om de beoogde energiewinst te bereiken G>1, Fysieke beoordeling E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025204

O. A. Hurricane et al, Energieprincipes van wetenschappelijk break-even in een traagheidsfusie-experiment, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065103

A. Pak et al., Waarnemingen en eigenschappen van het eerste laboratoriumfusie-experiment dat de beoogde eenheidswinst overschreed, Fysieke recensie E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025203

M. S. Rubery et al, Hohlraum wordt opnieuw verwarmd door brandende NIF-implosies, Fysieke recensiebrieven (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065104

Journaalinformatie: Fysieke beoordelingsbrieven , Fysieke beoordeling E

© 2024 Science X Netwerk