← Innowacje

Energia

NIF — zapłon fuzji inercyjnej

Komora tarczy National Ignition Facility w Lawrence Livermore National Laboratory
Zdjęcie: Lawrence Livermore National Security ( CC BY-SA 3.0 )
Energia Badania

Czym jest

National Ignition Facility w Lawrence Livermore National Laboratory odpala 192 wiązki laserowe w maleńką kapsułę. 5 grudnia 2022 kapsuła dała około 3,15 MJ energii fuzyjnej po tym, jak do tarczy dotarło około 2,05 MJ — pierwszy kontrolowany zapłon, zwany też naukowym progiem opłacalności na tarczy. Późniejsze strzały powtórzyły i czasem przekroczyły ten wynik. Zadaniem NIF jest nadzór nad arsenałem i nauka, nie turbina.

Jaki problem adresuje

Inercyjna energia fuzyjna (IFE) to druga ścieżka obok tokamaków: wiele maleńkich implozji na sekundę zamiast stałej magnetycznej butli. Zapłon pokazał, że fizyka potrafi zadziałać. Elektrownia potrzebowałaby tanich tarcz, wysokiej częstości powtórzeń i sprawności od gniazdka, której NIF nie ma.

Jak działa

Lasery zamieniają się w promieniowanie X wewnątrz hohlraumu; kapsuła imploduje; deuter–tryt fuzjonuje przez ułamek sekundy. Same lasery biorą ze ściany dużo więcej energii niż 2 MJ, które dochodzą do tarczy. Ta luka jest powodem, dla którego to nie elektrownia.

Status i gracze

LLNL / NNSA (NIF). Prywatne firmy IFE (na przykład Focused Energy, Xcimer, Marvel Fusion i inne) próbują laserów o wyższej sprawności albo innych driverów. DOE wznowił skoordynowany program IFE po zapłonie.

Ryzyka i granice

Mylenie zysku tarczy z zyskiem elektrowni. Priorytety laboratorium broni. Produkcja tarcz w tempie elektrowni jest nierozwiązana. Uczciwa rozmowa mówi „zapłon się zdarzył” i „komercyjne IFE — nie”.

Źródła

LLNL / DOE ignition announcement, 13 December 2022 (shot of 5 December 2022; 2.05 MJ in, 3.15 MJ out); subsequent LLNL shot updates; DOE IFE program notes.