เมื่อวันที่ 8 สิงหาคมปีที่แล้ว นักฟิสิกส์ในสหรัฐฯ ใช้เลเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกทำการทดลองที่ทำลายสถิติ การใช้ลำแสง 192 ลำ มูลค่า 3.5 พันล้านดอลลาร์เพื่อระเบิดแคปซูลขนาดเท่าเมล็ดพริกไทยที่มีดิวเทอเรียมและไอโซโทป ทำให้ไอโซโทปไฮโดรเจนทั้งสองหลอมรวมกัน ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันที่ยั่งยืนในตัวเองเพียงเสี้ยววินาที ด้วยกระบวนการที่ปล่อยพลังงานมากกว่า 70%
ที่ใช้ในการขับ
เคลื่อนเลเซอร์ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าเลเซอร์ขนาดยักษ์อาจยังเป็นแหล่งพลังงานใหม่ที่ปลอดภัย สะอาด และไร้ขีดจำกัด ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้นักวิจัยที่ห้องแล็บ อยู่ในอารมณ์แห่งการเฉลิมฉลอง หลังจากต่อสู้ดิ้นรนมานานกว่าทศวรรษเพื่อให้มีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ในไม่ช้าความตื่นเต้น
ในตอนแรกก็จางหายไปเมื่อความพยายามหลายครั้งในการทำซ้ำความสำเร็จครั้งต่อๆ มากลับล้มเหลว
รวบรวมผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเพียงครึ่งหนึ่งของผลลัพธ์ที่ทำลายสถิติ เนื่องจากฝ่ายบริหาร ตัดสินใจทดลองซ้ำเพียงไม่กี่ครั้ง ห้องทดลองจึงระงับการแสวงหาจุดคุ้มทุนไว้ และพยายามค้นหาว่าอะไรเป็นสาเหตุ
ของการเปลี่ยนแปลงในผลลัพธ์ สำหรับนักวิจารณ์ของ NIF การแก้ไขหลักสูตรครั้งล่าสุดไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจ เห็นได้ชัดว่าเป็นการแสดงให้เห็นอีกครั้งถึงความไม่เหมาะสมของโรงงานแห่งนี้ในฐานะฐานทดสอบสำหรับการผลิตพลังงานฟิวชันที่แข็งแกร่ง แต่นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังคงมองโลกในแง่ดี
และนักวิจัย ของNIF เองก็ออกมาต่อสู้ โดยเผยแพร่ผลการยิงทำลายสถิติของพวกเขา ( 129 075001) เมื่อเร็วๆ นี้ พวกเขายืนยันว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการ “จุดระเบิด” ถึงจุดที่ความร้อนจากปฏิกิริยาฟิวชันมีค่ามากกว่าการทำให้เย็นลง สร้างวงจรป้อนกลับเชิงบวกที่เพิ่มอุณหภูมิในพลาสมาอย่างรวดเร็ว
หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของโครงการฟิวชันของ ยืนยันว่าคำจำกัดความของการจุดระเบิดตามหลักฟิสิกส์ แทนที่จะเป็นคำอธิบายง่ายๆ ว่า “จุดคุ้มทุนของพลังงาน” เป็นคำที่มีความหมายจริงๆ เขาอธิบายถึงความสำเร็จจุดคุ้มทุนในท้ายที่สุดว่าเป็น “งานประชาสัมพันธ์ครั้งต่อไป” อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่า
มันยังคงเป็นก้าวสำคัญ
ที่เขาและเพื่อนร่วมงานต้องการไปให้ถึง แท้จริงแล้ว นักฟิสิกส์จากนอกห้องทดลองลิเวอร์มอร์มั่นใจว่าเป้าหมายที่ถูกพูดถึงมากจะถูกโจมตี ในสหราชอาณาจักรเชื่อว่า “มีโอกาสทุกทาง” จะถึงจุดคุ้มทุนได้
บันทึกกำไรความพยายามที่จะควบคุมการหลอมรวมเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อน
แก่พลาสมาของนิวเคลียสของแสงจนถึงจุดที่นิวเคลียสเหล่านั้นเอาชนะแรงผลักซึ่งกันและกันและรวมกันเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่า กระบวนการนี้ทำให้เกิดอนุภาคใหม่ ในกรณีของดิวทีเรียมและทริเทียม นิวเคลียสของฮีเลียม (อนุภาคแอลฟา) และนิวตรอน รวมถึงพลังงานจำนวนมหาศาล
หากสามารถรักษาพลาสมาไว้ที่อุณหภูมิและความดันสูงอย่างเหมาะสมได้นานเพียงพอ อนุภาคแอลฟาควรให้ความร้อนเพียงพอเพื่อรักษาปฏิกิริยาด้วยตัวเอง ในขณะที่นิวตรอนอาจถูกสกัดกั้นเพื่อผลิตพลังงานให้กับกังหันไอน้ำ ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อกักพลาสมาเป็นระยะเวลานาน
พอสมควร
NIF เป็นอุปกรณ์ “กักขังเฉื่อย” แทนที่จะใช้ประโยชน์จากสภาวะที่รุนแรงซึ่งสร้างขึ้นชั่วขณะภายในเชื้อเพลิงฟิวชันที่มีการบีบอัดสูงในปริมาณเล็กน้อยก่อนที่มันจะขยายตัวอีกครั้ง เชื้อเพลิงถูกใส่เข้าไปในแคปซูลทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ซึ่งอยู่ที่กึ่งกลางของโลหะ
ทรงกระบอกยาวประมาณ 1 ซม. “โฮห์ลเราม์” และระเบิดเมื่อลำแสงเลเซอร์ที่แม่นยำของ NIF กระทบด้านในของโฮห์รามและทำให้เกิดน้ำท่วม รังสีเอกซ์ตรงกันข้ามไม่ได้ออกแบบมาเพื่อแสดงพลังงานเป็นหลัก แต่ทำหน้าที่ตรวจสอบโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการจำลองการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์
แทน เนื่องจากสหรัฐฯ หยุดการทดสอบจริงในปี 1992 อย่างไรก็ตาม หลังจากเปิดใช้ในปี 2009 ไม่นาน เห็นได้ชัดว่าโปรแกรมที่ใช้เป็นแนวทางในการปฏิบัติงานได้ประเมินความยากลำบากที่เกี่ยวข้องต่ำเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องรับมือกับความไม่เสถียรของพลาสมาและก่อให้เกิดการระเบิด
ที่สมมาตรอย่างเหมาะสม เนื่องจาก NIF ขาดเป้าหมายเริ่มต้นในการจุดระเบิดภายในปี 2555 สำนักงานความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติของสหรัฐฯ ซึ่งดูแลห้องปฏิบัติการ จึงเลิกใช้วัตถุประสงค์ดังกล่าวเพื่อมุ่งความสนใจไปที่งานที่ต้องใช้เวลามากในการทำความเข้าใจไดนามิกของการระเบิดให้ดีขึ้น
ในช่วงต้นปี 2021 หลังจากการปรับเปลี่ยนการทดลองหลายครั้ง ในที่สุด Hurricane และเพื่อนร่วมงานก็แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถใช้เลเซอร์เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าพลาสมาที่กำลังลุกไหม้ ซึ่งความร้อนจากอนุภาคแอลฟาจะเกินกว่าแหล่งพลังงานภายนอก จากนั้นพวกเขาได้ทำการปรับแต่งเพิ่มเติม
อีกชุดหนึ่ง ซึ่งรวมถึงการลดรูทางเข้าของเลเซอร์ และลดกำลังสูงสุดของเลเซอร์ ผลที่ได้คือการเปลี่ยนพลังงานรังสีเอกซ์บางส่วนไปยังการยิงในภายหลัง ซึ่งทำให้พลังงานที่ถ่ายโอนไปยังเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สูงขึ้น ผลักดันให้สูงพอที่จะแซงหน้าการสูญเสียการแผ่รังสีและการนำไฟฟ้า
ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2564 นักวิจัยของ NIF บันทึกภาพสถานที่สำคัญ “N210808” ฮอตสปอตที่ใจกลางเชื้อเพลิงในกรณีนี้มีอุณหภูมิประมาณ 125 ล้านเคลวิน และให้พลังงาน 1.37 เมกะจูล ซึ่งสูงกว่าผลลัพธ์ที่ดีที่สุดก่อนหน้านี้ถึงแปดเท่า ซึ่งได้รับเมื่อต้นปี ผลผลิตใหม่นี้บอกเป็นนัยว่า
“กำไรตามเป้าหมาย” ที่ 0.72 – เมื่อเทียบกับเอาต์พุต 1.97 MJ ของเลเซอร์ – และ “กำไรของแคปซูล” ที่ 5.8 เมื่อพิจารณาแทนพลังงานที่แคปซูลดูดซึม ที่สำคัญกว่านั้น เท่าที่เกี่ยวข้องกับพายุเฮอริเคน การทดลองยังเป็นไปตามเกณฑ์ที่เรียกว่า Lawson สำหรับการจุดระเบิด เป็นครั้งแรกโดยวิศวกรและนักฟิสิกส์ จอห์น ลอว์สัน ในปี พ.ศ. 2498 กำหนดเงื่อนไขที่ความร้อนในตัวเอง
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
