Εξαερώνονται οι ελπίδες για πυρηνική σύντηξη με laser

Στην σφαιρική καρδιά του NIF, 192 δέσμες λέιζερ στοχεύουν σε μια μικρή κάψουλα υδροφόνου, την οποία προετοιμάζουν οι τεχνικοί της φωτογραφίας (Πηγη: LLNL) 

Η προθεσμία παρήλθε και το μεγαλύτερο λέιζερ του κόσμου δεν κατάφερε να πετύχει την παραγωγή ενέργειας με σύντηξη υδρογόνου, την ίδια διαδικασία που τροφοδοτεί με ενέργεια τα άστρα.
Στην αμερικανική Εθνική Εγκατάσταση Πυροδότησης (NIF) στην Καλιφόρνια, 192 επιμέρους δέσμες λέιζερ στοχεύουν ταυτόχρονα μια μικροσκοπική κάψουλα που περιέχει υδρογόνο. Η ιδέα ήταν ότι η ακαριαία θέρμανση και συμπίεση αυτού του στόχου θα ανάγκαζε τα άτομα υδρογόνου να ενωθούν και να σχηματίζουν άτομα ήλιου, απελευθερώνοντας ταυτόχρονα μεγάλες ποσότητες ενέργειες.
Το αμερικανικό Κογκρέσο είχε δώσει διορία μέχρι τις 30 Σεπτεμβρίου στους ερευνητές του NIF να δείξουν ότι το σύστημα μπορεί να παράγει περισσότερη ενέργεια από ό,τι καταναλώνει το λέιζερ. Οι υπεύθυνοι του πειράματος, όμως, απέτυχαν να το κάνουν.
Το βασικό πρόβλημα είναι ότι η πειραματική διάταξη δεν μπορεί να συμπιέσει την κάψουλα-στόχο στην απαιτούμενη πίεση των 300 gigabar, η οποία είναι 300 δισ. φορές μεγαλύτερη από την πίεση της ατμόσφαιρας στο επίπεδο της θάλασσας.
Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός απαιτείται προσεκτική ρύθμιση πολλών επιμέρους παραγόντων: μεταξύ άλλων, της ταχύτητας με την οποία καταρρέει η κάψουλα όταν δεχθεί τις βολές των λέιζερ, καθώς και της ομοιομορφίας με την οποία καταρρέει η κάψουλα ώστε να δημιουργήσει μια τέλεια σφαίρα από υπέρθερμο αέριο.
«Μπορούμε να τα πετύχουμε όλα αυτά. Το πρόβλημα είναι ότι δεν μπορούμε να τα πετύχουμε όλα μαζί ταυτόχρονα» παραδέχεται στο περιοδικό Νew Scientist o Έντ Μόζες, αναπληρωτής διευθυντής του NIF στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore.
H αποτυχία των προσπαθειών στο NIF, σχολιάζει το περιοδικό, ίσως οδηγήσει σε τερματισμό ενός αντίστοιχου πειράματος στη Γαλλία με την ονομασία Laser Megajoule.

Packs a hefty punch but still doesn't work quite as it should (Image: Damien Jemison/LLNL)

Η μόνη προσέγγιση που φαίνεται τώρα βιώσιμη για την επίτευξη πυρηνικής σύντηξης και την παραγωγή ανεξάντλητης, καθαρής ενέργειας είναι αυτή που υλοποιείται στον Διεθνή Πειραματικό Θερμοπυρηνικό Αντιδραστήρα (ITER), ο οποίος κατασκευάζεται στο Κανταράς της Γαλλίας.
Στον κεντρικό αντιδραστήρα του ITER, μαγνητικά πεδία θα συγκρατούν μετέωρη και παγιδευμένη μια ποσότητα υδρογόνου σε ακραίες καταστάσεις θερμοκρασίας και πίεσης, αρκετής για να διατηρήσει τις αντιδράσεις σύντηξης (τα μαγνητικά πεδία είναι σήμερα η μόνη τεχνολογία που μπορεί να κρατήσει το υπέρθερμο αέριο μακριά από τα τοιχώματα του αντιδραστήρα).
Παρόλα αυτά, το NIF δεν πρόκειται να κλείσει άμεσα. Το εργαστήριο έχει αρκετά κονδύλια για να καλύψει τη λειτουργία του ακόμα έναν χρόνο, και μπορεί τώρα να εστιαστεί σε έναν δεύτερο τομέα για τον οποίο σχεδιάστηκε: να προσομοιώνει πυρηνικές ενέργειες και να μελετά πώς γερνάει το πυρηνικό οπλοστάσιο των ΗΠΑ.


Πηγή: Newsroom ΔΟΛ New Scientist
 http://www.newscientist.com/article/dn22325-worlds-largest-laser-misses-nuclear-fusion-deadline.html