Skrót do fuzji jądrowej: wiązka lasera bezpośrednio podgrzewa plazmę

System laserowy Omega Uniwersytetu w Rochester jest jednym z najpotężniejszych w swoim rodzaju. Jednocześnie generowane przez niego światło laserowe jest szczególnie wysokiej jakości, co zapewnia efektywny transfer energii do celu.

Są to doskonałe podstawy do dalszej optymalizacji eksperymentu przeprowadzonego na stronie w 2022 roku w którym uwolniono o 50 procent więcej energii niż dostarczył laser. Jednak całkowita ilość była nadal skromna: uzyskano 0,3 kilowatogodziny, podczas gdy podczas wstępnego przebiegu trzeba było dostarczyć około 150 razy więcej energii.

Eksperyment miał jeszcze kilka przeszkód. Plazma, czyli ultrawysokotemperaturowe materiały podstawowe do fuzji jądrowej, dzięki którym atomy i elektrony są od siebie całkowicie oddzielone, musiała zostać zamknięta w kapsule pokrytej złotem.

Dopiero wtedy połączenie ekstremalnego ciśnienia i temperatury kilku milionów stopni było wystarczające dla warunków, które panują również wewnątrz Słońca. Tam proces fuzji jądrowej i duża nadwyżka energii działają bardzo niezawodnie.

Podczas gdy przy normalnym ciśnieniu na Ziemi wymagane jest ponad 180 milionów stopni Fahrenheita (100 milionów stopni Celsjusza), temperatura w jądrze Słońca wynosi zaledwie 27 milionów stopni Fahrenheita (15 milionów stopni Celsjusza).

Praktyczna realizacja możliwa

Eksperyment niekoniecznie wydaje się więc być naprawdę praktyczny i skalowalny. Pokazuje on jednak, że sama energia światła laserowego jest wystarczająca, aby pobudzić plazmę do wywołania fuzji jądrowej w określonym obszarze poprzez zwiększenie ciśnienia.

Aby uzyskać odpowiednią ilość energii, konieczne byłoby jednak milion złotych kapsułek dziennie i dziesięć impulsów laserowych na sekundę.

Czas na inne podejście. Dzięki kapsułkom wykonanym z krzemu, który jest dostępny w niemal nieograniczonych ilościach, i zmodyfikowanej konstrukcji, plazma mogłaby zostać wygenerowana, ale nie jest jeszcze wystarczająco gorąca.

Dzięki matematyce eksperyment na systemie laserowym Omega może być skalowany. Większe kapsuły i wyższa moc lasera dla większego transferu energii powinny wystarczyć do osiągnięcia fuzji jądrowej. Nawet jeśli bilans energetyczny nadal będzie ujemny.

Z drugiej strony, jest to technicznie wykonalny system z potencjałem do funkcjonowania na dużą skalę. Nie bez powodu różne start-upy już pracują nad jego praktycznym wdrożeniem, w tym na przykład niemiecko-amerykańska firma Focused Energy z siedzibą w Austin i Darmstadt.