У августу 2022. године, када је тим научника у Националној лабораторији за паљење Лоренса Ливермора (ЛЛНЛ) испалио хитац који је постигао принос од 1,35 мегаџула (МЈ) фузионе енергије са 1,9 МЈ ласерске енергије, био је то дуготрајан-и пробој научних сигнала.
Касније те исте године, током још једног експеримента инерционе фузије (ака ласер-покренута фузија), научници су постигли принос од 3,15 МЈ фузионе енергије са 2,05 МЈ ласерске енергије и постигли паљење. То је била реакција термонуклеарне фузије створена у лабораторији-и покренула је глобалну трку за постављање-без угљеника ласерске-енергије фузије на мрежу до 2030-их или 2040-их.
„Ово је била прекретница када је НИФ први пут успешно показао да је инерцијална фузија могућа, а кључ је у поседовању праве врсте горива-деутеријума-трицијума-и коришћења ласера за његово компресовање и спајање да би се добио добитак (више енергије него што је уложено)“, каже Аријана Глисон, научник особља и заменик директора високог одељења за енергетику СЛАЦ-а. „То је као да одржавате гориво звезде-само на делић секунде у лабораторији.“
У августу 2022. године, када је тим научника у Националној лабораторији за паљење Лоренса Ливермора (ЛЛНЛ) испалио хитац који је постигао принос од 1,35 мегаџула (МЈ) фузионе енергије са 1,9 МЈ ласерске енергије, био је то дуготрајан-и пробој научних сигнала.
Касније те исте године, током још једног експеримента инерционе фузије (ака ласер-покренута фузија), научници су постигли принос од 3,15 МЈ фузионе енергије са 2,05 МЈ ласерске енергије и постигли паљење. То је била реакција термонуклеарне фузије створена у лабораторији-и покренула је глобалну трку за постављање-без угљеника ласерске-енергије фузије на мрежу до 2030-их или 2040-их.
„Ово је била прекретница када је НИФ први пут успешно показао да је инерцијална фузија могућа, а кључ је у поседовању праве врсте горива-деутеријума-трицијума-и коришћења ласера за његово компресовање и спајање да би се добио добитак (више енергије него што је уложено)“, каже Аријана Глисон, научник особља и заменик директора високог одељења за енергетику СЛАЦ-а. „То је као да одржавате гориво звезде-само на делић секунде у лабораторији.“
Ласерска архитектура напредује за фузију
НИФ је изграђен током 1990-их и садржи ласерску технологију тог времена. „Сада правимо ласере много ефикасније него 1990-их. Наша технологија је напредовала до тачке у којој можемо да имамо високоефикасне ласере са стопама понављања које су нам потребне за фузију-много снимака у секунди“, каже Гленцер. „Занимљиво је да се микрочипови унутар иПхоне-а производе помоћу ласерске технологије која је заправо произашла из програма ласерске фузије. То је био први комерцијални успех ласерске фузије.“
Унутар фузионе заједнице, ласерска технологија се полако удаљава од старијих архитектура које су функционисале у прошлости-ласери са пумпом-базирани на лампе- су били „веома снажан радни коњ“, каже Глисон. „Али потребни су нам ефикаснији, тако да користимо ласере у чврстом стању-са пумпом са диодом (ДПССЛ).“
То значи да ланац снабдевања за ДПССЛ ласере треба да се изгради, јер се сви крећу ка ИФЕ стандардној ласерској платформи за потребне тестове. „Ласери{1}}спојени са влакнима су један метод за премештање светлости са једне локације на другу, коју свеприсутно користе телекомуникације, али како заједница фузије покушава да искористи предности тренутне генерације ласерских архитектура и ми правимо веће ласере, морамо више да водимо рачуна о томе како се ствари хладе. То је простор за иновације за компаније“, каже Глисон.
Ексимер ласери користе гас као медијум и „имају добру историју са Министарством одбране (ДоД) за оружје усмерене{0}}енергије“, каже Глисон. „То је такође основа за концепт фузије. Велики напредак је направљен са ексцимер ласерима, који су засновани на деценијама физике и студија. Напредујемо у томе да имамо тако моћан ласер-можда у мањем отиску или са бољом ефикасношћу. Како охладити тако велику ласерску структуру? Ово су места на којима приватне компаније могу да развију сопствени тајни сос.“
СТАРФИРЕ и РИСЕ фузиона чворишта
СТАРФИРЕ фузионо чвориште предводи ЛЛНЛ, са СЛАЦ-ом, за комерцијализацију ласерске{0}}енергије фузије. Његов фокус је на дизајну циљаног-високог добитка, циљној производњи и ДПССЛ-овима. Чланови укључују МИТ; Универзитет Калифорније, Беркли; Универзитет Калифорније, Лос Анђелес; Универзитет Калифорније, Сан Дијего; Универзитет Оклахома; Универзитет у Рочестеру; Текас А&М; Фраунхофер институт за ласерску технологију; Фондација Ливерморе Лаб; Национална лабораторија Оак Риџ; Национална лабораторија реке Савана; Фоцусед Енерги Инц.; Генерал Атомицс; Леонардо Елецтроницс УС; Лонгвиев Фусион Енерги Системс Инц.; ТРУМПФ; и Ксцимер Енерги Цорп.
Тим има приступ ласерским лабораторијама у СЛАЦ-у, тако да имају прилику да користе Линац кохерентни извор светлости (ЛЦЛС), једини ласер без к-зрака-електрона (КСФЕЛ) у САД, за испитивање и испитивање материјала капсула или фузионог горива. Ради на 120 Хз, али ће ускоро радити у мегахерцима.
„Користимо два ласера одједном у нашим експериментима у СЛАЦ-у. Ласер са дугим-импулсом покреће ударне таласе у узорак, а затим га испитујемо помоћу ЛЦЛС-а да бисмо видели шта се дешава на најмањој дужини и временским размерама како бисмо побољшали наше физичке моделе“, каже Глисон. „Морамо да упоредимо јабуке са јабукама да бисмо утврдили да ли је наш модел физике исправан. Он не подржава само оно што је потребно националним лабораторијама, већ и даје приватним компанијама начин да предвиде да ли ће део њиховог концепта функционисати или не (на пример, како симулирају свој циљни ангажман). И ми им пружамо ове критичне податке користећи наш приступ различитим ласерским и инструменталним платформама.
Друго средиште, РИСЕ, предводе СЛАЦ и Државни универзитет Колорадо, а укључује стручњаке са Универзитета Корнел, Универзитета Илиноис, Тексас А&М, Националне лабораторије Лос Аламоса, Лабораторије за морнаричка истраживања и приватних компанија-Ксцимер Енерги Цорп., Блуе Ласер Фусион, Марвел Фусион и Генерал Атомицс} у раду на ласерском покретачу{2}.
„Сви имају кредибилан приступ“, каже Гленцер. „Али није да једна компанија покушава да све то оствари-ово је заједница и фузионо средиште широм земље. Истраживачи покушавају да унапреде технологије и ми учимо једни од других како бисмо покушали да поправимо празнине у истраживању и технологији до 2030-их.“
Инвеститори често питају Гленцера коју фузиону компанију да подрже. „Неке ласерске компаније могу зарадити много раније испоруком ласера за обарање дронова у одбрамбеном простору“, каже он. "Али инвеститорима се та идеја баш и не свиђа јер желе тржиште које служи само фузији и струји. Они заправо желе да ове компаније праве фузију како би могле да продају електричну енергију. Заиста је занимљиво колико су фокусиране на то да се фузија деси."
Заједница за фузију је „веома свесна захтева ланца снабдевања за компаније за фузију како би имале ресурсе не само да изграде своје демо пилот планове већ и да имају дугорочну{0}}флоту реактора“, каже Глисон. „То је вишеструки приступ у смислу одакле можемо набавити сировине, а затим и произведене компоненте широм САД, да бисмо успоставили домаћи ланац снабдевања. Ово је кључно.“
2030-их или 2040-их за пилот постројење за фузију?
Јавно{0}}приватна партнерства и финансирање су од кључне важности да бисмо се чак приближили постављању ласерске{1}}фузије на мрежу током 2030-их.
„Наша улога је првенствено да подржимо и одбацимо критичну технологију која је потребна индустрији фузије/приватним компанијама“, каже Глеасон. „Али неке компаније кажу да очекују да ће то бити током 2030-их.
Министарство енергетике САД поставило је циљ 2030-их. „То значи да желимо да затворимо све рупе у технологији и истраживачкој технологији, неке до средине 2030-их, а затим да изградимо пилот постројење“, каже Гленцер. „Заиста зависи од тога колико је новца уложено, али је реално очекивати пилот постројење крајем 2030-их или почетком 2040-их.
