Zaświeci sztuczne Słońce?
Czy zaświeci nam sztuczne Słońce? Wiosną 2009 roku może zaświecić sztuczne Słońce - twór naukowców, który może pomóc nie tylko w odpowiedzi na wiele pytań dręczących fizyków, ale też położyć podwaliny pod nowe, niewyczerpalne źródło energii. Ich celem jest odtworzenie warunków, które panują wewnątrz gwiazdy lub powstają podczas wybuchu jądrowego. Jeśli wszystko się powiedzie, może być to jeden z najbardziej przełomowych eksperymentów w historii.
Przez 100 lat zdawało się to niemożliwością, jednak dziś naukowcy wierzą, że są na krawędzi rozwiązania jednego z największych problemów w fizyce poprzez opanowanie siły fuzji nuklearnej - typu reakcji, jaki zachodzi wewnątrz Słońca.
Wiosną 2009 roku grupa naukowców rozpocznie próby „rozpalenia” wykonanego przez człowieka maleńkiego Słońca. Jego celem jest wygenerowanie temperatury ponad 100 milionów stopni Celsjusza i ciśnienia miliard razy wyższego niż to występujące na Ziemi z ilości paliwa niewiele większej od główki szpilki. Jeśli wszystko się powiedzie, eksperyment będzie pierwszym krokiem zmierzającym do zbudowania praktycznej stacji nuklearnej wykorzystującej fuzję jądrową, która może być niewyczerpalnym źródłem energii.
W czasach kiedy uświadamiamy sobie konieczność poszukiwania innych niż paliwa kopalne źródeł energii, fuzja może jawić się jako remedium. Wodór - pierwiastek niezbędny do przeprowadzenia reakcji należy do najpowszechniejszych we Wszechświecie.
Naukowcy z National Ignition Facility (NIF) w kalifornijskim Livermore użyją lasera, który skupia tysiąckrotną wartość energii produkowanej w całych USA. Rezultatem powinna być eksplozja, do której dojdzie w mierzącej niemal 10 m. szerokości komorze reakcyjnej, która wyprodukuje dziesięć razy tyle energii, co ilość użyta na początku.
- Tworzymy warunki, które istnieją wewnątrz gwiazdy - mówi Ed Moses - dyrektor placówki NIF. Jest to bardzo ekscytująca sprawa z fizycznego punktu widzenia, ale poza nią istnieją także poważne społeczne, ekonomiczne i globalne problemy, które może pomóc rozwiązać.
Wewnątrz specjalnie przygotowanej struktury wiązka lasera zostanie przepuszczona przez niemalże milę soczewek, luster i wzmacniaczy, aby stworzyć wiązkę o potężnej mocy.
Wewnątrz sterylnego pomieszczenia laser podzielony zostanie na 192 oddzielne wiązki przetworzone na światło ultrafioletowe i skupione na specjalnej kapsule.
Kiedy wiązka dotrze do jej wnętrza, powinna wytworzyć potężne promienie rentgenowskie, które w ciągu kilku miliardowych części sekundy skompresują granulkę paliwa znajdującą się wewnątrz, zanim eksploduje jej wewnętrzna powłoka. Eksplozja granulki paliwa wytworzy odwrotną do kompresji reakcję, która następnie uwolni wielką ilość energii.
Naukowcy starają się opanować siłę fuzji od ponad wieku, kiedy to Einstein oznajmił prawdopodobieństwo tego, że człowiek może wytwarzać ogromne ilości energii. Według jego teorii, liczba energii zawarta w jednym gramie materii wystarcza, aby zasilić 28.500 stuwatowych żarówek na rok.
Do dziś fuzja zachodziła jedynie w czasie wybuchu broni nuklearnej oraz w wysoce niestabilnych plazmach wytworzonych pod niezwykle silnymi polami magnetycznymi. Wysiłki badaczy z Livermore mogą to wszystko zmienić, stąd też nie dziwi podekscytowanie i niecierpliwość naukowców, którzy po 11 latach pracy chcą wreszcie zakończyć ostatnie prace, w tym też te najcięższe związane z nakierowywaniem lasera i ustawianiem luster.
- Każdy cieszy się ze startu, ale najpierw musimy wszystko dobrze dostroić. Inaczej nie zadziała - mówi Jeff Wisoff - były astronauta. Będziemy wystrzeliwać laserowe pulsy, które trwają miliardowe części sekundy, ale za to stworzymy warunki, które panują we wnętrzu gwiazd czy też w eksplodujących bombach atomowych - mówi dodając, że następne kroki skierowane będą w stronę opracowania na tej podstawie czegoś pożytecznego dla świata. Potencjalnie może być to jedno z największych osiągnięć człowieka - dodaje.