Reivindicações de ponto de equilíbrio de fusão NIF revisadas por pares e verificadas por várias equipes
(a) Esquema de um experimento típico da ICF no NIF, onde 192 feixes aquecem o interior de um hohlraum de ouro até TR ~300 eV para comprimir uma cápsula DT de 2 mm até as condições necessárias para a fusão. (b) Espectro representativo de emissão de hohlraum observado pelo calorímetro Dante mostrando região térmica (azul) e emissão de banda m de ouro (vermelho). Crédito:Cartas de revisão física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065104 Cinco equipes independentes de pesquisadores revisaram o trabalho e as afirmações feitas por um grupo do National Ignition Facility (NIF), que anunciou em dezembro de 2022 que havia alcançado a primeira reação de fusão movida a laser que excedeu o "ponto de equilíbrio científico" - em que mais energia foi produzido por uma reação de fusão artificial e depois consumido pela reação.
Todas as cinco equipes confirmaram suas reivindicações. Três das equipes publicaram suas descobertas e conclusões na revista Physical Review Letters; as outras duas equipes publicaram artigos na revista Physical Review E .
Depois de muitos anos de esforços de várias equipes ao redor do mundo, as equipes confirmaram que deveria ser possível usar a fusão como fonte de energia. O feito anuncia uma nova era na investigação da fusão nuclear – e possivelmente na geração de energia.
No seu nível mais básico, a fusão nuclear é simples – quando elementos leves são fundidos em elementos mais pesados, uma reação resulta na liberação de energia. Tais reações são responsáveis pela energia emitida pelas estrelas, incluindo o Sol. Pesquisas anteriores mostraram que a recriação de tais reações em laboratório requer um ambiente diferente daquele encontrado nas estrelas – são necessárias temperaturas mais altas, o que significa usar muita energia.
Isso levou ao objetivo de encontrar uma maneira de gerar reações de fusão que produzam mais energia do que o necessário para produzi-las. Para atingir esse objetivo, a equipe do NIF disparou lasers contra uma cápsula contendo dois tipos de hidrogênio pesado. Isto resultou na liberação de raios X que inundaram o combustível, incitando o processo de fusão. Em seu experimento inovador, a equipe do NIF usou 2,05 megajoules de energia para alimentar os lasers e mediu 3,15 megajoules de energia da reação de fusão.
Nas suas análises, algumas das equipas que realizaram uma análise das experiências observam que, embora a equipa do NIF tenha alcançado um avanço monumental, ainda há muito trabalho a ser feito antes que a fusão possa ser usada como fonte de energia. Os físicos precisam de ampliar a técnica, por exemplo, e o rendimento precisa de ser muito maior para justificar a sua utilização num ambiente comercial.
Mas também encontraram motivos para otimismo – descobriram, por exemplo, que durante a experiência, o material na cápsula foi reaquecido inesperadamente devido à energia da reação de fusão a energias superiores às fornecidas pelos lasers.
Mais informações: H. Abu-Shawareb et al, Achievement of Target Gain Larger than Unity in an Inertial Fusion Experiment, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065102 A. L. Kritcher et al, Projeto do primeiro experimento de fusão para atingir o ganho de energia alvo G>1, Revisão Física E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025204
OA Hurricane et al, Energy Principles of Scientific Breakeven in an Inertial Fusion Experiment, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065103
A. Pak et al, Observações e propriedades do primeiro experimento de fusão de laboratório a exceder um ganho alvo de unidade, Revisão Física E (2024). DOI:10.1103/PhysRevE.109.025203
M. S. Rubery et al, Hohlraum Reheating from Burning NIF Implosions, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.065104
Informações do diário: Cartas de revisão física , Revisão Física E
