Csúcsdöntéssel a fúziós energia felé

Március 15 volt a lézerenergia történetének eddigi legnagyobb durranása, a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium NIF (National Ignition Facility) létesítménye 1,875 millió joule energiát sűrített egyetlen lézerimpulzusba, első alkalommal lépve túl 1,8 megajoule-os tervezési specifikációját.

A lövés, ami csupán egy célpont nélküli demonstráció volt, újabb mérföldkő elérését jelzi a „nullszaldó” felé, hogy a NIF 192 óriás lézersugarával egy 150 mikrogramm hidrogén üzemanyaggal töltött, borsószemnyi kapszulára fókuszálva fúziós energiát csalogassanak elő a parányi gömbből. "Rendkívül izgalmas, olyan mint a hanghatár áttörése" - mondta Edward Moses, a NIF igazgatója. Az épületnyi lézer soron következő beüzemelése a nukleáris fúzió beindítását fogja célozni.

A mostani mérföldkő 4 milliárd dollár és 15 évnyi kivitelezés eredménye. Az óriáslézer 2009-ben kezdte meg a működését, azóta Moses fokozatosan emeli az energiaszintet, a világon egyetlen lézer sem képes hasonló energiák mozgósítására. A NIF 192 sugara több tucatszor nagyobb energiát közvetít, mint a világ következő legnagyobb működő lézerének, az ugyancsak amerikai, New York államban elhelyezkedő Lézer Energetikai Laboratórium 60 sugaras Omega lézerének 30 kilojoule-os impulzusai.

A NIF végcélja elérni a fúzió "begyújtási küszöbét", ahol a fúziós reakciók több energiát termelnek, mint amit az impulzusba pumpáltak. Ehhez rengeteg energia leadására van szükség nagyon rövid idő alatt, hogy felhevítse és összepréselje a fentebb említett célpontot egy sűrű, forró masszává, amiben a magok összeolvadnak és energiát szabadítanak fel. Maga az 1,8 MJ viszonylag mérsékeltnek mondható, ennyi energia kibocsátására félkilónyi nagy erejű robbanószer is képes, azonban ha figyelembe vesszük, hogy a NIF ezt mindössze egy másodperc 23 milliárdod része alatt adta le, akkor máris 411 billió wattról beszélünk az adott időtöredékre vetítve, ami ezerszerese az Egyesült Államok elektromos hálózatának átlagos előállításának.

Hosszú út vezetett ehhez az eredményhez, a Livermore az 1960-as években kezdte első kísérleteit a fúziós célpontokkal, akkoriban még jóval kisebb lézerekkel, míg a NIF az 1990-es években született meg. Bár a fúzió begyújtásához szükséges energia elérése a vártnál több időt vett igénybe, a laboratórium kutatói remélik, az év végére elérik végső céljukat.

Eközben már egy nagyobb lézer, a LIFE (Lézer Inerciális Fúziós Energia) terveit szövögetik, annak ellenére, hogy erősen kétséges a lézeres fúzió mint potenciális energiaforrás finanszírozása. A NIF eddig az Egyesült Államok Nukleáris Fegyverek Komplexuma támogatását élvezte, ami az atombombák fizikájának tesztelésére használta a létesítményt, emellett az Energiaügyi Minisztérium fúziós energia költségvetése a lézerek helyett szinte teljes egészében egy alternatív, a fúzió indukálásához mágneseket alkalmazó megoldásra van előirányozva.