Američki znanstvenici iz kalifornijskog instituta Lawrence Livermore National Laboratory, koji upravljaju nuklearnim fuzijskim postrojenjem National Ignition Facility (NIF), objavili su kako su postigli velik iskorak u dugom putu prema isplativoj fuzijskoj energiji. Njihov eksperimentalni fuzijski reaktor zasnovan na tehnologiji lasera, i dom je najsnažnijeg laserskog sklopa na svijetu. Njegova 192 izvora laserskih zraka imaju cilj stvoriti dovoljno topline, kako bi komprimirali malenu količinu vodikovog goriva i pokrenuli lančanu fuzijsku reakciju. Ona bi trebala poslužiti kao izvor velike količine gotovo besplatne i čiste energije u budućnosti – što je cilj svim tragačima za "svetim gralom" fuzije na Zemlji.

Do sada je NIF zabilježio najviše proizvedenih 1,3 MJ energije, što ga je dovelo do samog ruba paljenja lančane reakcije. Tom prilikom, fuzijski je reaktor vratio oko 70% energije uložene u pokretanje reakcije, što je prošle godine proglašeno uzbudljivim i značajnim napretkom, koji je rezultat više desetljeća znanstvenog i tehnološkog razvoja ovog reaktora.

Prvi puta povrat veći od uloga

U Ministarstvu energetike SAD-a održana je ovoga utorka konferencija za medije, pri čemu su potvrđene neslužbene informacije, koje su se u medijima pojavile proteklih dana. NIF-ov je reaktor, naime, uspio doći do razine fuzije pri kojoj stvara 3,15 MJ energije, što je oko 150% naspram "uloženih" 2,05 MJ za pokretanje spomenutih lasera. Ovaj rezultat proglašen je revolucionarnim, jer je to prvi puta da je neki reaktor uspio dobiti više energije iz fuzijskih reakcija nego je bilo potrebno da se stvore uvjeti za njih. Napomenimo da energija od 1,1 MJ nije baš velika – radi se o tek oko 0,3 kWh.

Inicijalno se doznalo i kako je stvorena energija pri ovom eksperimentu bila veća i od očekivanja znanstvenika te je u procesu oštećen dio dijagnostičke opreme. Zbog toga nije odmah moglo biti potvrđeno kako je zaista riječ o reakciji s neto pozitivnom energetskom bilancom.

Prijelomna vijest iz NIF-a

Iz NIF-a je objavljeno kako je 5. prosinca ove godine, nakon 60 godina razvoja istraživanja i eksperimenata, napokon postignuto ovo veliko ostvarenje. Tijekom vrlo kratkog vremena temperatura u kapsuli uz pomoć spomenutih je laserskih zraka podignuta na čak 3 milijuna °C, time je došlo do fuzije atoma deuterija i tricija, a kasnije je analiza pokazala da je tom prilikom pokrenuta fuzijska reakcija. Ostvareno je tzv. "paljenje" fuzije te su nakratko stvoreni uvjeti kakve možemo naći tek u zvijezdama.

Iako je taj proces iskušan već stotinama puta, ovaj pokušaj rezultirao je time da je gorivo u meti ostalo kompaktno dovoljno dugo i na dovoljno visokoj temperaturi. Tomu je pridonijela i tehnologija strojnog učenja, kojom su optimizirani i fokusirani laseri te ostali dijelovi sklopovlja.

Ideja o laserima kao pokretačima fuzijskih reakcija stara je 60-ak godina, a ovoga mjeseca prvi je puta i ostvarena u laboratoriju, s energetski pozitivnim rezultatom. Znanstvenici napominju da se ovaj događaj zbio tek u jednoj kapsuli i samo jednom, ali da je to temelj za daljnja istraživanja i razvoj tehnologije. Krajnji je cilj proizvodnja stotina MJ u velikom broju fuzijskih "meta", no do toga nas i dalje dijeli još koje desetljeće rada i suradnje privatnog i javnoznanstvenog sektora na ovoj tehnologiji. Tijekom narednih godina radit će se na tome kako reakciju učiniti dužom, stabilnijom, i snažnijom.

U NIF je do sada uloženo oko 3,5 milijarde američkih dolara. Do potpuno komercijalno iskoristive fuzije, u kojoj bi Q_plazma (dakle omjer ukupne količine energije koju elektrana troši i onoga što proizvodi) bio veći od 1, sigurno je još dug put. Ipak, današnjom objavom taj je cilj, barem s ovom laserskom tehnologijom, bliži no ikad.