Tim istraživača primenio je dvoslojne kapsule koje podržavaju zapreminsko sagorevanje, a dodatak tankog sloja zlata na spoj spoljašnje ljuske smanjio je nestabilnosti i povećao prinos neutrona skoro deset puta. Unutrašnja ljuska od teških metala pomaže u proučavanju mešanja elemenata i ponašanja pri ekstremnim uslovima, što je važno i za astrofiziku. Iako su ovo značajni koraci ka stabilnijoj fuziji, ostaju izazovi kao što su nuklearni otpad, rizik proliferacije i visoki početni troškovi.
Prelom u fuziji: „zapreminsko sagorevanje“ u dvoslojnim kapsulama povećalo prinos neutrona skoro 10×
Prelomni korak ka stabilnijoj fuziji: dvoslojne kapsule i „zapreminsko sagorevanje”
Fuziona energija nastaje spajanjem dva lakša atoma u teži, pri čemu se oslobađa velika količina energije bez direktnih ugljeničnih emisija. Zbog toga je razvoj fuzije važan cilj naučnika širom sveta: ona obećava gotovo neiscrpnu, veoma čistu i potencijalno jeftinu energiju koja bi smanjila zavisnost od fosilnih goriva.
Prema izveštaju American Institute of Physics (AIP), tim istraživača eksperimentisao je sa dvoslojnim (double-shell) kapsulama koje omogućavaju tzv. zapreminsko sagorevanje — ravnomernije paljenje goriva kroz celu zapreminu umesto da se energija oslobađa samo iz centralne „vrele tačke“.
Umesto klasičnih jednoslojnih implozija, dvoslojne kapsule imaju spoljašnju ljusku koja prenosi energiju ka unutra i gustu unutrašnju ljusku koja direktno kompresuje gorivo. Početni rezultati nisu bili impresivni, ali kada su istraživači dodali tanak sloj zlata na spoj spoljašnje ljuske, uspeli su da znatno suzbiju destabilizujuće pojave tokom implozije. Ta modifikacija je dovela do prinosa neutrona skoro deset puta većih nego u ranijim pokušajima sa dvoslojnim dizajnom.
Unutrašnja ljuska je izrađena od materijala visokog atomskog broja (teški metali), što omogućava istraživačima da prate kako se ti elementi mešaju sa fuzionim gorivom, kako se kinetička energija raspodeljuje pri ekstremnim temperaturama i pritiscima i kako zračenje biva zarobljeno ili ponovo emitovano. Studije tog tipa ne doprinose samo unapređenju fuzione energije, već i razumevanju astrofizičkih pojava koje se dešavaju u ekstremnim uslovima.
"Dizajn omogućava ono što fizičari nazivaju 'zapreminsko sagorevanje', u kojem gorivo može da se zapali i sagoreva ravnomernije kroz čitavu zapreminu," rekao je Sasi Palaniyappan za AIP. "Buduća poboljšanja usmeriće se na povećanje efikasnosti prenosa energije između ljuski i dalje usavršavanje tehnika izrade."
Iako su ovi rezultati značajan korak napred, ostaju važna ograničenja i rizici. Upotreba nuklearne tehnologije nosi izazove kao što su bezbedno skladištenje radioaktivnog otpada, eventualni rizik od proliferacije i visoki inicijalni troškovi izgradnje postrojenja. Takođe, prelazak sa laboratorijskih uspeha na ekonomičnu, pouzdanu i široko primenjivu fuzionu energiju zahteva još mnogo istraživanja i tehničkih unapređenja.
Ukratko, nova metoda sa dvoslojnim kapsulama i zlatnim slojem predstavlja važnu tehnologijsku dopunu u potrazi za stabilnijom i skalabilnijom fuzijom. Rezultati ohrabruju, ali dalji rad na efikasnosti prenosa energije, kontroli nestabilnosti i smanjenju troškova će odlučiti kada i u kom obimu će fuzija postati deo energetske mape sveta.
Pomozite nam da budemo bolji.
