Les scientifiques ont réalisé une fusion nucléaire autonome… mais maintenant ils ne peuvent pas la reproduire : ScienceAlert

Les scientifiques ont confirmé que l’année dernière, pour la première fois en laboratoire, ils ont eu une réaction de fusion qui se perpétue (plutôt que de s’éteindre) – nous rapprochant de la répétition de la réaction chimique qui alimente le soleil.

Cependant, ils ne savent pas exactement comment recréer l’expérience.

la fusion nucléaire Cela se produit lorsque deux atomes se combinent pour former un atome plus lourd, libérant une explosion massive d’énergie dans le processus.

Ce processus se retrouve souvent dans la nature, mais il est très difficile à reproduire en laboratoire car il nécessite un environnement à haute énergie pour maintenir la réaction.

le soleil génère de l’énergie Utilisation de la fusion nucléaire – en écrasant des atomes d’hydrogène pour former de l’hélium.

Supernovae – Soleils Explosifs – Trop Profitez de la fusion nucléaire Feu d’artifice cosmique. C’est la force de ces interactions qui crée des particules plus lourdes comme le fer.

Cependant, dans les endroits artificiels ici sur Terre, la chaleur et l’énergie ont tendance à s’échapper par des mécanismes de refroidissement tels que le rayonnement X et la conductivité thermique.

Pour faire de la fusion nucléaire une source d’énergie viable pour les humains, les scientifiques doivent d’abord parvenir à ce qu’on appelle «l’allumage», dans lequel les mécanismes d’auto-échauffement surmontent toute perte d’énergie.

Une fois l’allumage obtenu, la réaction de fusion s’autoalimente.

En 1955, le physicien John Lawson a créé l’ensemble de critères, maintenant connus sous le nom de «critères d’allumage de type Lawson», pour aider à identifier le moment où cet allumage s’est produit.

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L’allumage des réactions nucléaires se produit généralement dans des environnements très denses, comme une supernova ou des armes nucléaires.

Les chercheurs du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie ont passé plus d’une décennie à perfectionner leur méthode, Confirmé maintenant Que l’expérience historique menée le 8 août 2021 a en fait conduit au tout premier allumage réussi d’une réaction de fusion nucléaire.

Dans une analyse récente, le procès de 2021 a été jugé par rapport à neuf versions différentes du benchmark Lawson.

« C’est la première fois que nous dépassons la référence Lawson en laboratoire », a déclaré la physicienne nucléaire Annie Kretcher au National Ignition Facility. nouveau monde.

Pour obtenir cet effet, l’équipe a placé une capsule de combustible de tritium et de deutérium au centre d’une chambre d’uranium appauvri doublée d’or et a tiré dessus 192 lasers de haute puissance pour créer un bain de rayons X intenses.

L’environnement intense créé par les ondes de choc dirigées vers l’intérieur a créé une réaction de fusion auto-entretenue.

Dans ces conditions, les atomes d’hydrogène ont subi une fusion, libérant 1,3 mégajoules d’énergie pendant un cent billionième de seconde, l’équivalent de 10 quadrillions de watts d’énergie.

Au cours de la dernière année, les chercheurs ont tenté de reproduire la découverte dans Quatre expériences similairesmais n’a réussi à produire que la moitié du rendement énergétique produit lors de l’expérience initiale record.

Critcher explique que l’allumage est très sensible aux petits changements à peine perceptibles, tels que les différences dans la structure de chaque capsule et l’intensité du laser.

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« Si vous partez d’un point de départ microscopiquement pire, cela se traduit par une différence beaucoup plus importante dans le rendement énergétique final », Dit Jeremy Chittenden, physicien des plasmas, à l’Imperial College de Londres. L’expérience du 8 août était le meilleur scénario.

L’équipe veut maintenant déterminer exactement ce qui est nécessaire pour obtenir l’allumage et comment rendre l’expérience plus résistante face à de petites erreurs. Sans ces connaissances, le processus ne peut pas être mis à l’échelle pour créer des réacteurs à fusion capables d’alimenter les villes, ce qui est le but ultime de ce type de recherche.

« Vous ne voulez pas être dans une situation où vous devez tout mettre en place pour allumer », déclare Chittenden.

Cet article a été publié dans messages d’examen physique.

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