Három cikk kiemeli az 1,3 megajoule rekord bevételi kísérlet eredményeit

Fizikai áttekintő levelek és kettő be Fizikai áttekintés E. Ez a stilizált kép egy kriogén célpontot mutat, amelyet ezekhez a rekordot felállító inerciális fúziós kísérletekhez használnak. Köszönetnyilvánítás: James Wickboldt/LLNL” width=”800″ height=”457″/>

Az LLNL National Ignition Facility 1,3 megajoule feletti hozam elérésének egyéves évfordulóján ennek a rekordkísérletnek a tudományos eredményeit három lektorált cikkben tették közzé: egy Fizikai értékelő levelek és kettő be Fizikai értékelés E. Ez a stilizált kép egy kriogén célpontot mutat, amelyet ezekhez a rekordot felállító inerciális fúziós kísérletekhez használnak. Köszönetnyilvánítás: James Wickboldt/LLNL

A fúzióval kapcsolatos több évtizedes tehetetlenségi kutatás után 2021. augusztus 8-án a Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Nemzeti Gyújtási Létesítményében (NIF) először értek el 1,3 megajoule-nál (MJ) nagyobb hozamot a fúziós nyereség és az elért tudományos eredmények révén. gyújtás.

E történelmi vívmány egyéves évfordulója alkalmából ennek a rekordkísérletnek a tudományos eredményeit három lektorált cikkben tették közzé: egy Fizikai értékelő levelek és kettő be Fizikai értékelés E. Az egyikben több mint 1000 szerző szerepel Fizikai értékelő levelek papírt, hogy elismerjük és elismerjük azt a sok egyént, akik évtizedeken át dolgoztak ezen a fontos előrelépésen.

“A rekordfelvétel fontos tudományos előrelépést jelentett a fúziós kutatásban, bizonyítva, hogy a laboratóriumi fúziós gyújtás lehetséges a NIF-nél” – mondta Omar Hurricane, az LLNL tehetetlenségi zárt fúziós programjának vezető tudósa. “A gyulladáshoz szükséges feltételek elérése minden inerciális bezártság kutatásának régóta fennálló célja, és megnyitja a kaput egy új kísérleti rendszer előtt, amelyben az alfa-részecskék önmelegedése felülmúlja a fúziós plazma összes hűtőmechanizmusát.”

A dokumentumok részletezik a 2021. augusztus 8-i eredményeket és a kapcsolódó tervezést, fejlesztéseket és kísérleti méréseket. Alex Zylstra, az LLNL fizikusa, vezető kísérletező és a kísérlet első szerzője Fizikai értékelés E A lap megjegyezte, hogy a laboratórium először 2020-ban és 2021 elején végzett kísérleteket az “égető plazma” rendszerben, megnyitva ezzel az utat a rekord rekordhoz.

„Ebből a kialakításból több fejlesztést is végrehajtottunk, hogy elérjük a 2021. augusztus 8-i rekordot” – mondta. „A fizikai tervezésben és a céltárgyak minőségében történt fejlesztések mind az augusztusi felvétel sikeréhez vezettek, amelyről a Fizikai értékelés E papír.”

Ez a kísérlet tartalmazott néhány változtatást, többek között egy továbbfejlesztett céltervet. “A kifutási idő csökkentése hatékonyabb hohlraumokkal a korábbi kísérletekhez képest kulcsfontosságú volt az égető plazma és a gyújtás közötti váltásban” – mondta Annie Kritcher, az LLNL fizikusa, a vezető tervező és a másik első szerzője. Fizikai értékelés E papír. “A másik jelentős változás a kapszula minőségének javítása és a kisebb üzemanyagtöltő cső volt.”

Három lektorált cikk a National Ignition Facility rekordhozamának tudományos eredményeit emeli ki

Ez a három részből álló kép a kivágott jellegzetes célgeometriát (a) mutatja, amely egy arannyal bélelt szegényített uránium-hohlraumot tartalmaz, amely egy HDC-kapszulát vesz körül, néhány jellemzővel. A ~2 mm átmérőjű kapszula a ~1 cm magas hohlraum közepén a térfogat kis részét foglalja el. A lézersugarak a felső és az alsó nyílásokon keresztül jutnak be a célba, amelyeket lézerbevezető nyílásoknak neveznek. A (b) pontban a teljes lézerteljesítmény (kék) az idő függvényében és a szimulált hohlraum sugárzási hőmérséklet a 2021. augusztus 8-i kísérletben látható néhány kulcsfontosságú elemmel. Minden kép 100 négyzetmikron méretű. A képalkotó adatok a nyomás és más plazmatulajdonságok meghatározásához szükséges hotspot plazmatérfogat rekonstruálására szolgálnak. Köszönet: Lawrence Livermore National Laboratory

A tavaly augusztusi kísérlet óta a csapat kísérletek sorozatát hajtotta végre, hogy megpróbálja megismételni a teljesítményt és megérteni a kísérleti érzékenységet ebben az új rendszerben.

“Sok változó befolyásolhatja bármely kísérletet” – mondta Kritcher. “A 192 lézersugár lövésről lövésre nem pontosan ugyanazt a teljesítményt nyújtja, a céltáblák minősége változó, és a jégtakaró különböző érdességekkel nő az egyes célpontokon. Ezek a kísérletek lehetőséget adtak ennek az új, érzékeny kísérletnek a rejlő változatosságának feltárására. rezsim.”

Míg az ismételt kísérletek nem érték el ugyanazt a fúziós hozamot, mint a 2021. augusztusi kísérlet, mindegyiknél nagyobb volt a kapszula-növekedés a 430-700 kJ tartományba eső hozamoknál, ami jelentősen magasabb, mint a korábbi legmagasabb, 2021 februári 170 kJ-os hozam. Az ezekből és más kísérletekből nyert adatok döntő támpontokat adnak arra vonatkozóan, hogy mi ment jól, és milyen változtatásokra van szükség a kísérlet megismétléséhez és a jövőbeni teljesítmény meghaladásához. A csapat a kísérleti adatokat arra is felhasználja, hogy jobban megértse a fúziós gyújtás és égés alapvető folyamatait, és javítsa a szimulációs eszközöket a készletkezelés támogatása érdekében.

A jövőre nézve a csapat azon dolgozik, hogy az összegyűjtött kísérleti adatokat és szimulációkat kihasználva egy robusztusabb rendszer felé mozduljon el – a gyújtássziklán túl –, ahol az új kísérleti rendszer általános trendjei jobban elválaszthatók a célpontok és a lézerteljesítmény változékonyságától.

Erőfeszítések folynak a fúziós teljesítmény és robusztusság javítására lézeres fejlesztések, céljavítások és tervezési finomítások révén, amelyek tovább javítják a hotspot energiaszállítását, miközben fenntartják vagy akár növelik a hotspot nyomását. Ez magában foglalja a fúziós üzemanyag tömörítésének javítását, az üzemanyag mennyiségének növelését és egyéb lehetőségeket.

“Rendkívül izgalmas, hogy “bizonyítékot” találunk a gyulladásra a laboratóriumban” – mondta a Hurricane. “Olyan rezsimben működünk, amelyhez a nukleáris kísérletek vége óta egyetlen kutató sem férhetett hozzá, és ez egy hihetetlen lehetőség tudásunk bővítésére, miközben folyamatosan haladunk előre.”


Kutatók a fúziós gyújtás szélén a National Ignition Facility-nél


Több információ:
H. Abu-Shawareb és munkatársai, Lawson-kritérium a túllépő gyújtásra inerciális fúziós kísérletben, Fizikai értékelő levelek (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.075001

AB Zylstra et al, Experimental Performance and Signatures of Inflammation at the National Ignition Facility, Fizikai értékelés E (2022). DOI: 10.1103/PhysRevE.106.025202

AL Kritcher és munkatársai, Inerciális fúziós kísérlet tervezése, amely meghaladja a Lawson-kritériumot a gyújtásra, Fizikai értékelés E (2022). DOI: 10.1103/PhysRevE.106.025201

A Lawrence Livermore National Laboratory által biztosított

Idézet: Három cikk egy 1,3 megajoule-s rekordhozamkísérlet (2022, augusztus 9.) eredményeit emeli ki. hozam .html

Ez a dokumentum szerzői jogvédelem alatt áll. A személyes tanulmányi vagy kutatási célú tisztességes bánásmódon kívül semmi más nem reprodukálható írásos engedély nélkül. A tartalom kizárólag tájékoztató jellegű.

Leave a Comment

%d bloggers like this: