Un paso importante en el camino hacia la fusión por láser

El miércoles 12 de febrero en la revista Nature publicó un artículo , que describe los resultados de la reciente experimentos sobre la National Ignition Fondo (NIF) Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en el que superó la primera salida de la energía como resultado de la reacción termonuclear controlada inducida por láser la cantidad de energía transmitida por el combustible. Necesarios para iniciar presión de fusión nuclear y la temperatura alcanzada en la instalación NIF usando 192 láseres que simultáneamente se irradia con un pequeño objetivo de deuterio y tritio congelado.





El objetivo es una bola con un diámetro de 2 mm, la capa exterior está hecha de plástico, e interna - desde el isótopo pesado del hidrógeno. Bolas de oro situado dentro de un cilindro con agujeros, a través de la cual la radiación entra en el láser. Bajo la influencia de la radiación en el interior de las paredes del cilindro comenzará a emitir rayos X, que son uniformemente "freír" el objetivo de todos los lados. Su cáscara se destella y con gran fuerza comprime el combustible a una presión de 100 millones de atmósferas. Todo esto sucede dentro de unos pocos nanosegundos. El pico de potencia del flash láser alcanza 500 teravatios.

Hasta ahora no era posible obtener físicos de las reacciones termonucleares más energía que el combustible pasa, debido principalmente al hecho de que durante la compresión del combustible se mezcla con el material de recubrimiento. Desde la compresión no se utiliza durante un pulso de láser, y una duración que varía pocos y potencia de ráfagas individuales, puede gestionar este proceso. En experimentos recientes, llevadas a cabo en el otoño de 2013, logró recoger una secuencia de pulsos, lo que proporciona un agarre estable y reduce la contaminación del combustible átomos de shell. 27 de septiembre 2013 consiguió 14 kilojulios de energía empleada para la compresión y calefacción de combustible de aproximadamente 12 kJ. 13 al 17 11 kJ a un costo de 10 kJ. A principios de 2014, la proporción de energía producida a combustible consumido logró llevar hasta 2, 6.



Aunque estos resultados - un hito importante en el camino hacia la energía de fusión en práctica todavía muy lejos. El hecho de que el coste global de la instalación de energía por pulso es dos órdenes más de la cantidad de energía que llega a la cápsula con combustible. Más eficiencia económica es mucho menor - sobre la síntesis de reacción autosostenida mientras no estamos hablando, NIF - configuración puramente experimental, se puede hacer no más de una "inyección" en unas pocas horas.

Proyecto Международного reactor nuclear (ITER) experimental, la construcción de la que ahora va a Francia, todavía parece más práctico - el comienzo de los experimentos que está previsto para 2020, y el desarrollo de la energía de fusión debería alcanzar los 500 megavatios. ITER Reactor es un enorme tokamak - reacción termonuclear en ella se lleva a cabo en la cámara toroidal dentro del plasma" cordón ", realizado por el campo magnético. Todo en el mundo fue construido alrededor de 300 experimentos tokamak realizadas con ellos durante varias décadas. Posición tipo pulso, que incluyen NIF, son mucho menos comunes.



Fuente: habrahabr.ru/post/212489/