أخبار:تفاعل اندماج يولد طاقة أكثر مما استهلك
- لأول مرة، تفاعل اندماج، ينتج طاقة قدرها 1.3 ميگاجول، متجاوزاً الطاقة التي يستهلكها.
في 3 ديسمبر 2021، لأول مرة، حقق تفاعل اندماج، رقمأً قياسياً من الطاقة الناتجة، 1.3 1.3 ميگاجول، متجاوزاً الطاقة التي يمتصها الوقود المستخدم لتشغيله، الذي يعد اختراقاً في سعي العلماء للحصول على طاقة الاندماج. وتمثل الطاقة الناتجة، ثمانية أضعاف ما تم الحصول عليه في التجارب السابقة، التي أُجريت قبل بضعة أشهر فقط، و25 ضعف ما أنتجته التجارب التي أُجريت عام 2018.[1]
سيقوم الفيزيائيون في منشأة الإشعال الوطنية في مختبر لورانس ليڤرمور الوطني بتقديم ورقة لمراجعة الأقران. وبحسب كيم بوديل، مدير المختبر، فإن هذه النتيجة هي خطوة تاريخية في بحوث اندماج القصور الذاتي، وتفتح نظامًا جديدًا جوهريًا للاستكشاف والنهوض بمهام الأمن القومي الحاسمة. وهي أيضًا شهادة على الابتكار والإبداع والالتزام والعزيمة لدى هذا الفريق
ينطوي اندماج القصور الذاتي على تكوين شيء مثل نجم صغير. يبدأ بكبسولة وقود، تتكون من الديوتريوم والتريتيوم - نظائر الهيدروجين الأثقل. توُضع كبسولة الوقود هذه في حجرة ذهبية مجوفة بحجم ممحاة قلم رصاص تسمى هولروم.
بعد ذلك، تُطلق 192 حزمة ليزر عالية الطاقة في الغرفة، حيث يتم تحويلها إلى أشعة سينية. تنفجر هذه الأشعة السينية كبسولة الوقود، فتسخنها وتضغطها إلى ظروف مماثلة لتلك الموجودة في مركز النجم - درجات حرارة تزيد عن 100 مليون درجة مئوية (180 مليون فهرنهايت) وضغوط أكبر من 100 مليار غلاف جوي للأرض - مما يؤدي إلى تحويل الوقود كبسولة إلى نقطة صغيرة من الپلازما.
ومثلما يندمج الهيدروجين في عناصر أثقل في قلب نجم التسلسل الرئيسي، كذلك يفعل الديوتريوم والتريتيوم في كبسولة الوقود. تتم العملية برمتها في بضعة أجزاء من المليار من الثانية. الهدف هو تحقيق الاشتعال - وهي النقطة التي تتجاوز فيها الطاقة المتولدة من عملية الاندماج إجمالي مدخلات الطاقة.
التجربة، التي أجريت في 8 أغسطس، لم ترق إلى تلك الدرجة؛ كان الإدخال من الليزر 1.9 ميگاجول. لكنها لا تزال مثيرة للغاية، لأنه وفقًا لقياسات الفريق، تمتص كبسولة الوقود طاقة أقل بخمس مرات مما تولدت في عملية الاندماج.
قال الفريق إن هذا هو نتيجة العمل المضني لتحسين التجربة، بما في ذلك تصميم الكبسولة، وتحسين دقة الليزر، وأدوات التشخيص الجديدة، وتغييرات التصميم لزيادة سرعة انفجار الكبسولة إلى الداخل، والتي تنقل المزيد الطاقة إلى نقطة الپلازما الساخنة التي يحدث فيها الاندماج.
يتيح هذا إجراء التجارب التي ستتحقق من النظرية والمحاكاة في نظام كثافة الطاقة العالية بشكل أكثر صرامة من أي وقت مضى ممكن، وسوف تمكن من تحقيق الإنجازات الأساسية في العلوم والهندسة التطبيقية. يخطط الفريق لإجراء تجارب متابعة لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تكرار نتائجهم، ودراسة العملية بمزيد من التفصيل. تفتح النتيجة أيضًا طرقًا جديدة للبحث التجريبي.
يأمل الفيزيائيون أيضًا في معرفة كيفية زيادة كفاءة الطاقة. يتم فقدان الكثير من الطاقة عند تحويل ضوء الليزر إلى أشعة سينية داخل التجويف ؛ وبدلاً من ذلك ، تدخل نسبة كبيرة من ضوء الليزر في تسخين جدران الهولروم.
انظر أيضاً
المصادر
- ^ "Finally, a Fusion Reaction Has Generated More Energy Than Absorbed by The Fuel". sciencealert.com. 2021-12-03. Retrieved 2021-12-13.