Lazerio spindulyje – sprogstančios žvaigždės karštis

Didžioji Britanija, surengusi šį eksperimentą, ketina kurti ir dar galingesnį lazerį, pavadinimu „Hiper“. Šio projekto tikslas – išsiaiškinti, ar lazerių panaudojimas sintezės reakcijose gali tapti alternatyviu energijos šaltiniu.

„Tai labai didelių matmenų įrenginys, todėl turime įsitikinti, ar mūsų žinios teisingos“, – aiškina Raterfordo Epltono laboratorijos Oksfordšyre prof. Piteris Norisas. Šioje laboratorijoje ir įvyko eksperimentas.

Termobranduolinės sintezės reakcijos mokslo visuomenėje kelia didelį susidomėjimą, kaip galimas ilgalaikis sprendimas naujų energijos išteklių paieškose.

Šių reakcijų kuras – deuteris ir tritis, dvi sunkesnės vandenilio atomų atmainos, paprastai randamos jūros vandenyje. Kai šie izotopai susijungia aukštoje temperatūroje, prarandama maža dalis medžiagų, ir išsiskiria kolosalus energijos kiekis. Šalutiniai tokių reakcijų produktai yra ne daugiau radioaktyvūs nei atliekos, kurias išmeta ligoninės.

Termobranduolinės sintezės reakcijos natūraliai vyksta Saulės ir kitų žvaigždžių branduoliuose. D – deuterio, T – tričio izotopai, He – helio izotopas. Šaltinis: ITER and Fusion Energy.

Sintezės reakcijos natūraliai vyksta Saulės branduolyje, kuriame dėl didžiulio gravitacinio spaudimo joms užtenka maždaug 10 mln. laipsnių karščio. Žemėje, kur spaudimas daug mažesnis, sintezės reakcijoms reikia gerokai aukštesnės – daugiau nei 100 mln. laipsnių temperatūros.

Galingiausi lazeriai – tokie, kaip „Hiper“ – yra siūlomi, kaip būdas sukurti tokias ekstremalias sąlygas, nors daug mokslininkų abejoja tokios technologijos realumu.

Projektas yra paremtas eksperimentais, vykstančiais Kalifornijos Lorenso Livermoro nacionalinėje laboratorijoje JAV. Čia dirbantys mokslininkai 2010-2012 m. tikisi pademonstruoti, kaip gaunama energija iš lazeriu „įžiebtų“ sintezės reakcijų.

Jeigu jų planai pavyktų, tokia technologija galėtu tapti rimta konkurente dabartiniam populiariausiam sintezės reakcijų aktyvavimo metodui, kuriame reakcijas valdo galingų magnetų kuriami laukai.

Per bandymus lazeris „Vulcan“ sukoncentravo vieną petavatą (1015 vatų) energijos į tašką, kurio skersmuo yra dešimt kartų mažesnis už žmogaus plauko storį. Spindulys, kuris truko vieną pikosekundę (vieną trilijoninę sekundės dalį), tašką įkaitino iki 10 mln. laipsnių Celsijaus. Tokia temperatūra tvyro sprogstančiose žvaigždėse.

Dabar mokslininkai nori geriau suprasti, kiek energijos nukeliavo iš lazerio iki taško. Efektyvus energijos pernešimas yra būtinas, siekiant paspartinti sintezės reakcijoms, todėl nuo to, ką sužinos tyrėjai, labai priklausys reaktoriaus „Hiper“ dizainas.