Para ilmuwan telah mencapai fusi nuklir mandiri…tetapi sekarang mereka tidak dapat mereplikasinya: ScienceAlert

Para ilmuwan mengkonfirmasi bahwa tahun lalu, untuk pertama kalinya di laboratorium, mereka memiliki reaksi fusi yang berlangsung terus menerus (bukan mati) — membawa kita lebih dekat untuk mengulangi reaksi kimia yang menggerakkan matahari.

Namun, mereka tidak sepenuhnya yakin bagaimana menciptakan kembali pengalaman itu.

fusi nuklir Itu terjadi ketika dua atom bergabung untuk membentuk atom yang lebih berat, melepaskan ledakan energi besar-besaran dalam prosesnya.

Proses ini sering ditemukan di alam, tetapi sangat sulit untuk ditiru di laboratorium karena membutuhkan lingkungan berenergi tinggi untuk menjaga agar reaksi tetap berjalan.

matahari menghasilkan energi Menggunakan fusi nuklir – dengan menghancurkan atom hidrogen bersama-sama untuk membentuk helium.

Supernova – Meledaknya Matahari – Juga Manfaatkan fusi nuklir Pertunjukan kembang api kosmik. Kekuatan interaksi inilah yang menciptakan partikel yang lebih berat seperti besi.

Namun, di tempat-tempat buatan di Bumi, panas dan energi cenderung keluar melalui mekanisme pendinginan seperti radiasi sinar-X dan konduksi termal.

Untuk membuat fusi nuklir menjadi sumber energi yang layak bagi manusia, para ilmuwan pertama-tama harus mencapai sesuatu yang disebut “pengapian”, di mana mekanisme pemanasan sendiri mengatasi semua kehilangan energi.

Setelah pengapian tercapai, reaksi fusi menjadi kekuatannya sendiri.

Pada tahun 1955, fisikawan John Lawson menciptakan seperangkat kriteria, yang sekarang dikenal sebagai “kriteria pengapian seperti Lawson,” untuk membantu mengidentifikasi kapan pengapian ini terjadi.

Penyalaan reaksi nuklir biasanya terjadi dalam lingkungan yang sangat padat, seperti supernova, atau senjata nuklir.

Para peneliti di Fasilitas Pengapian Nasional Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California telah menghabiskan lebih dari satu dekade untuk menyempurnakan metode mereka, Dikonfirmasi sekarang Bahwa eksperimen historis yang dilakukan pada 8 Agustus 2021 benar-benar menghasilkan penyalaan pertama yang berhasil dari reaksi fusi nuklir.

Dalam analisis baru-baru ini, persidangan 2021 dinilai berdasarkan sembilan versi berbeda dari tolok ukur Lawson.

“Ini adalah pertama kalinya kami melampaui tolok ukur Lawson di laboratorium,” kata fisikawan nuklir Annie Kretcher di National Ignition Facility. dunia baru.

Untuk mencapai efek ini, tim menempatkan kapsul bahan bakar tritium dan deuterium di tengah ruang uranium terdeplesi berlapis emas dan menembakkan 192 laser bertenaga tinggi ke sana untuk menciptakan mandi sinar-X yang intens.

Lingkungan intens yang diciptakan oleh gelombang kejut yang diarahkan secara internal menciptakan reaksi fusi mandiri.

Di bawah kondisi ini, atom hidrogen mengalami fusi, melepaskan 1,3 megajoule energi selama seratus triliun detik, setara dengan 10 kuadriliun watt energi.

Selama setahun terakhir, para peneliti telah mencoba untuk mereplikasi temuan di Empat pengalaman serupatetapi hanya berhasil menghasilkan setengah dari hasil energi yang dihasilkan dalam percobaan awal yang memecahkan rekor.

Critcher menjelaskan bahwa pengapian sangat sensitif terhadap perubahan kecil yang hampir tidak terlihat, seperti perbedaan dalam struktur setiap kapsul dan intensitas laser.

“Jika Anda memulai dari titik awal yang lebih buruk secara mikroskopis, itu tercermin dalam perbedaan yang jauh lebih besar dalam hasil energi akhir,” Mengatakan Fisikawan plasma Jeremy Chittenden di Imperial College London. Pengalaman 8 Agustus adalah skenario kasus terbaik.

Tim sekarang ingin menentukan dengan tepat apa yang dibutuhkan untuk mencapai pengapian dan bagaimana membuat eksperimen lebih tangguh dalam menghadapi kesalahan kecil. Tanpa pengetahuan ini, proses tidak dapat ditingkatkan untuk membuat reaktor fusi yang dapat menggerakkan kota, yang merupakan tujuan akhir dari jenis penelitian ini.

“Anda tidak ingin berada dalam situasi di mana Anda harus mendapatkan segalanya dengan benar agar bisa menyala,” kata Chittenden.

Artikel ini dipublikasikan di pesan ulasan fisik.