العلماء على بعد خطوة واحدة من تحقيق الهدف النهائي: إنتاج درجات حرارة عالية بما يكفي للحفاظ على الاندماج ، ورد الفعل الذي يمد شمسنا بالطاقة والمستقبل المحتمل لإنتاج الطاقة العالمي. حقق الباحثون في مختبر رذرفورد أبليتون في أوكسفوردشاير بالمملكة المتحدة ، درجات حرارة أعلى من سطح الشمس ، 10 ملايين كلفن (أو مئوية) ، باستخدام ليزر قوي واحد بيتاوات يسمى فولكان. تتجاوز هذه التجربة البحث عن قوة الاندماج. يؤدي توليد درجات الحرارة المرتفعة هذه إلى إعادة إنشاء ظروف الأحداث الكونية مثل انفجارات المستعرات الأعظمية والأجسام الفلكية مثل الأقزام البيضاء وأجواء النجوم النيوترونية ...
هذا بعض البحث الرائع. نجح تعاون دولي لباحثين من المملكة المتحدة وأوروبا واليابان والولايات المتحدة في تسخير ما يعادل 100 ضعف إنتاج العالم من الطاقة في بقعة صغيرة ، بقياس جزء صغير من عرض شعرة الإنسان. هذا هو بيتاواط واحد ضخم من الطاقة (ألف مليون مليون واط ، أو ما يكفي للطاقةعشرة تريليونات100 واط من المصابيح الكهربائية) ركزت على حجم يبلغ حوالي 0.000009 متر (9 ميكرون) عرضًا (لقد أخذت قيمة قطر شعرة الإنسان إلى 90 ميكرومتر ، كما تم قياسه بواسطة تقنية بيزو ، في حال كنت مهتمًا). يعد هذا تحسنًا كبيرًا عن الاختبارات السابقة ، حيث تم قياس الحجم الساخن 20 مرة أصغر من هذه التجربة الجديدة. تم تحقيق هذا العمل الفذ من خلال استخدام ليزر فولكان لرذرفورد أبليتون.
كان ليزر بيتاوات قادرًا على الحصول على هذه القوة الهائلة من خلال إرسال نبضة قصيرة جدًا إلى الهدف. بعد كل شيء ، لم يشهد الكوكب تعتيمًا حيث تم تشغيل الليزر ، فالليزر قادر على تضخيم كمية الطاقة المتاحة من خلال التركيز على الحجم المجهري لفترة قصيرة من الزمن. فجّر فولكان هدفه بشعاع ليزر بيتاواط واحد فقطمنقارالثانية (واحد على مليون من المليون من الثانية). قد يبدو هذا ضئيلًا ، لكن هذه الفترة الزمنية المجهرية سمحت بتسخين المادة المستهدفة إلى 10 ملايين كلفن.
لا تسمح هذه الاختبارات للعلماء فقط بدراسة ما يحدث عند تسخين المادة إلى مثل هذه الحدود القصوى ، بل إنها تمهد الطريق أيضًا إلى ليزرات أكثر قوة تدمج نوى الهيدروجين والديوتيريوم والتريتيوم. قد يكون الاندماج النووي المستدام ذاتيًا ممكنًا ، مما يفتح بوابة إلى مصدر ضخم للطاقة. من المتصور أن مفاعل الاندماج المستقبلي سيستخدم ليزرًا قويًا ومركّزًا لبدء أحداث الاندماج ، مما يسمح للطاقة الناتجة عن كل تفاعل بالطاقة في اليوم التالي. هذا هو أساس الاندماج النووي المستدام ذاتيا.
'هذا تطور مثير - لدينا الآن أداة جديدة يمكننا بواسطتها دراسة المادة الكثيفة والساخنة حقًا- البروفيسور بيتر نوريس ، باحث ممول من STFC وعالم فولكان.
بالرغم من ذلك ، فإن فولكان لديها بعض المنافسة الشديدة. في الولايات المتحدة ، تكساس بيتاوات ليزر حطم الرقم القياسي لأقوى ليزر قبل أيام قليلة ، حيث وصل إلى طاقات تزيد عن بيتاوات واحد. لكن خطط الليزر الأكبر حجمًا في المملكة المتحدة ، Hiper (أبحاث طاقة الليزر عالية الطاقة) ، ستكون أكثر قوة وتهدف إلى استكشاف قوة الاندماج.
مصدر: تلغراف