10 년 전, 세계에서 가장 활기 넘치는 레이저는 수소 동위 원소의 작은 캡슐에서 폭발을 일으키기 시작했으며, 관리자는 곧 무한한 융합 에너지로가는 경로를 보여줄 것이라고 약속했습니다. 이제 NIF (National Igmition Facility)는 그 목표를 향해 큰 도약을했습니다. 지난주, 단일 레이저 샷은 후추 크기의 연료 캡슐에서 퓨전 폭발을 일으켰으며,이 시설이 달성 한 것보다 8 배 더 많은 에너지를 생산했습니다. 그것은 또한 레이저 펄스의 에너지의 70% 였는데,이를 트리거 한 레이저 펄스의 에너지는“점화”에 가깝게 만듭니다. 과도한 에너지를 생성하는 퓨전 샷.
.Lawrence Livermore National Laboratory의 Fusion 프로그램 책임자 인 Mark Herrmann은“점화의 3%에서 수년간 점화의 3%를 차지한 후
를 운영하는 Mark Herrmann은 말합니다.NIF의 최신 샷은 소량의 질량을 파악하는 소량의 에너지가 융합을 얻을 수 있음을 증명합니다. 로체스터 대학의 LLE (Laser Energetics) 실험실 책임자 인 마이클 캠벨 (Michael Campbell)은 말합니다.
."이것은 놀라운 성과"라고 Imperial College London의 관성 퓨전 연구 센터의 공동 이사 인 Plasma Physicist Steven Rose는 덧붙입니다. “정말 기분이 좋았습니다. … 획기적인 느낌이 듭니다.”
그리고 수년간의 느린 진보가 레이저 구동 퓨전이 실용적인 미래를 가지고 있는지에 대한 의문을 제기했기 때문에 너무 빨리는 아닙니다. LLE 최고 과학자 Riccardo Betti에 따르면, 연구원들은 다음과 같이 물어야합니다.“NIF에서 얻을 수있는 최대 퓨전 수율은 무엇입니까? 그것이 진짜 질문입니다.”
별을 강화하는 퓨전은 작은 원자 핵이 더 큰 것들로 융합되어 많은 양의 에너지를 방출하도록 강요합니다. 핵에 합류하는 데 필요한 열과 압력 때문에 지구에서 달성하기가 매우 어렵고, 퓨전은 환경에 미치는 영향이 거의없는 풍부한 에너지를 약속하기 때문에 과학적, 상업적 관심을 끌고 있습니다.
.그러나 조사중인 많은 접근법 중에서도 처음에는 반응을 일으키는 데 필요한 것보다 아직 더 많은 에너지를 생성 한 사람은 없습니다. 마그네틱 필드를 사용하여 핵을 융합하여 온도로 가열하기에 충분히 오랫동안 슈퍼 호트 플라즈마를 감금하는 Tokamaks라고 불리는 큰 반죽 모양의 반응기는 순 에너지 이득을 달성하기위한 전선이되었습니다. 그러나 프라이빗 퓨전 회사는 더 빠른 진전을 약속하지만 프랑스의 250 억 달러 규모의 반복 프로젝트는 10 년 이상 갈 수 없을 것으로 예상됩니다.
관성 감금 융합으로 알려진 NIF의 접근 방식은 시설에 수용된 거대한 레이저를 사용하여 미국 축구장의 크기가 크기로 약 20 나노 세제에 걸쳐 짧고 강력한 펄스 (1.9 MJ)에서 목표에 중점을 둔 192 개의 빔을 생산합니다. 목표는 가능한 한 많은 에너지를 표적 캡슐로, 수소 동위 원소 중수소로 채워진 작은 구체 및 금의 실린더 내부에 연필 지우개 크기를 장착하는 것입니다. 금은 기화되어 캡슐을 발화시키는 X- 레이의 맥박을 생성하여 퓨전 연료를 융합을 발화시킬 정도로 융합 연료를 뜨겁고 밀도로 유도합니다. 이론적으로, 그러한 작은 융합 폭발이 초당 약 10의 속도로 트리거 될 수 있다면 발전소는 전기를 생성하기 위해 생산 된 고속 중성자로부터 에너지를 수확 할 수있다.
.NIF가 출시되었을 때 컴퓨터 모델은 빠른 성공을 예측했지만 초기에는 퓨전 샷이 각각 약 1 킬로 제일 (KJ) 만 생성했습니다. 사라진 물리학을 더 잘 이해하려는 오랜 노력이 뒤 따르고 작년에 총격 을가했습니다. 주요 개선 사항에는 연료 캡슐 표면의 미세한 범프와 구덩이가 스무딩하여 연료를 주입하는 데 사용되는 캡슐의 구멍의 크기를 줄이고 금 실린더의 구멍을 줄이고 에너지 펄스를 줄이고 레이저 펄스를 연장하여 연료를 더 오래 유지합니다. NIF의 자금 지원자 인 National Nuclear Security Administration이 핵무기의 작업을 시뮬레이션하는 다른 실험에 레이저를 사용하는 데 유리한 발사를 줄이면서 진전이 절실히 필요했습니다.
올해 초, 이러한 개선 사항을 다양한 방식으로 결합한 NIF 팀은 170 kJ 중 하나를 포함하여 100kJ를 초과하는 여러 장의 샷을 제작했습니다. 이 결과는 NIF가 마침내“연소 혈장”을 생성하고 있는데, 여기서 융합 반응 자체는 더 많은 융합을위한 열을 제공합니다. 그런 다음 8 월 8 일에 샷이 주목할만한 1.35 MJ를 생성했습니다. Herrmann은“모든 사람에게 놀라운 일이었습니다. “이것은 완전히 새로운 정권입니다.”
Herrmann은 정확히 어떤 개선이 가장 큰 영향을 미쳤으며 미래의 이익으로 이어질 어떤 조합이 풀리는 데 시간이 걸릴 것이라고 Herrmann은 말합니다. “매우 비선형 프로세스입니다. 그렇기 때문에 점화라고 불리는 이유입니다. 그러나“이것은 우리가 훨씬 더 멀리 갈 수 있다는 더 많은 격려를줍니다.”
.그러나 Herrmann의 팀은 퓨전 발전소에 대해 생각하는 것과는 거리가 멀다. Campbell은“실험실에서 융합을 얻는 것은 정말 어렵고 경제적 융합 힘을 얻는 것은 더욱 어렵다”고 말했다. "그래서 우리 모두는 인내심을 가져야합니다." NIF의 주요 임무는 미국의 핵무기 비축이 안전하고 신뢰할 수 있도록 유지합니다. 퓨전 에너지는 부업입니다. 그러나 조절되지 않은 퓨전이 핵무기를 강화하기 때문에 점화에 도달 하고이 과정을 연구하고 시뮬레이션 할 수있는 과정은“청지기 직분에 새로운 창을 열어 줄 것”이라고 말합니다.
.Herrmann은 지난 주 동료들로부터 최신 샷에서 "흥미로운"결과를 얻었다고 말하면서 악기에 문제가 있을까 걱정하고 있다고 인정합니다. 그것이 사실이 아닌 것으로 판명되었을 때,“나는 샴페인 한 병을 열었습니다.”
