Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) i Narodowa Administracja Bezpieczeństwa Jądrowego (NNSA) DOE ogłosiły dzisiaj osiągnięcie zapłonu termojądrowego w Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) — wielki przełom naukowy trwający od dziesięcioleci, który utoruje drogę postępowi w obrona narodowa i przyszłość czystej energii. 5 grudnia zespół z National Ignition Facility (NIF) LLNL przeprowadził pierwszy w historii kontrolowany eksperyment z syntezą jądrową, aby osiągnąć ten kamień milowy, znany również jako naukowy próg rentowności energii, co oznacza, że wyprodukował więcej energii z syntezy jądrowej niż energia lasera użyta do jej napędzania . Ten pierwszy w swoim rodzaju wyczyn zapewni bezprecedensową zdolność wspierania programu zarządzania zapasami NNSA i zapewni nieoceniony wgląd w perspektywy czystej energii termojądrowej, która zmieni reguły gry w wysiłkach zmierzających do osiągnięcia celu prezydenta Bidena, jakim jest gospodarka zeroemisyjna.
„To przełomowe osiągnięcie dla naukowców i pracowników National Ignition Facility, którzy poświęcili swoją karierę, aby zobaczyć, jak zapłon termojądrowy staje się rzeczywistością, a ten kamień milowy niewątpliwie zapoczątkuje jeszcze więcej odkryć” – powiedziała amerykańska sekretarz ds. energii Jennifer M. Granholm. „Administracja Bidena-Harrisa jest zaangażowana we wspieranie naszych światowej klasy naukowców – takich jak zespół z NIF – których praca pomoże nam rozwiązać najbardziej złożone i palące problemy ludzkości, takie jak zapewnienie czystej energii w walce ze zmianami klimatycznymi i utrzymanie nuklearnego środka odstraszającego bez prób jądrowych”.
„Teoretycznie rozumiemy syntezę jądrową od ponad wieku, ale droga od wiedzy do działania może być długa i żmudna. Dzisiejszy kamień milowy pokazuje, co możemy zrobić dzięki wytrwałości” – powiedział dr Arati Prabhakar, główny doradca prezydenta ds. Nauki i technologii oraz dyrektor Biura Polityki Naukowej i Technologicznej Białego Domu.
„Poniedziałek, 5 grudnia 2022 r., był historycznym dniem w nauce dzięki niesamowitym ludziom z Livermore Lab i National Ignition Facility. Dokonując tego przełomu, otworzyli nowy rozdział w programie zarządzania zapasami NNSA” — Jill Hruby, administrator NNSA powiedział. „Chciałbym podziękować członkom Kongresu, którzy wspierali National Ignition Facility, ponieważ ich wiara w obietnicę wizjonerskiej nauki była kluczowa dla naszej misji. Nasz zespół z krajowych laboratoriów DOE i nasi międzynarodowi partnerzy pokazali nam siłę współpracy”.
„Dążenie do zapłonu syntezy jądrowej w laboratorium jest jednym z najważniejszych wyzwań naukowych, z jakimi kiedykolwiek spotkała się ludzkość, a osiągnięcie go jest triumfem nauki, inżynierii, a przede wszystkim ludzi” – powiedział dyrektor LLNL, dr Kim Budil. „Przekroczenie tego progu to wizja, która napędzała 60 lat pełnych poświęcenia dążeń – nieustannego procesu uczenia się, budowania, poszerzania wiedzy i możliwości, a następnie znajdowania sposobów na przezwyciężenie nowych wyzwań, które się pojawiły. laboratoria zostały stworzone, aby rozwiązywać”.
„Ten zdumiewający postęp naukowy stawia nas na progu przyszłości, która nie będzie już zależna od paliw kopalnych, ale zamiast tego będzie zasilana nową czystą energią termojądrową” – powiedział przywódca większości w Senacie USA, Charles Schumer (NY). „Pochwalam Lawrence Livermore National Labs i jego partnerów w naszym narodowym programie Inertial Confinement Fusion (ICF), w tym University of Rochester’s Lab for Laser Energetics w Nowym Jorku, za osiągnięcie tego przełomu. Urzeczywistnienie tego przyszłego świata czystej energii będzie wymagało naszego fizycy, innowacyjni pracownicy i najzdolniejsze umysły w naszych finansowanych przez DOE instytucjach, w tym w Rochester Laser Lab, aby podwoić swoją najnowocześniejszą pracę. Dlatego też z dumą ogłaszam dzisiaj, że pomogłem zapewnić najwyższą kiedykolwiek autoryzację ponad 624 milionów dolarów w tym roku w ustawie o zezwoleniach na obronę narodową dla programu ICF, aby opierać się na tym niesamowitym przełomie”.
„Po ponad dekadzie innowacji naukowych i technicznych gratuluję zespołowi z Lawrence Livermore National Laboratory i National Ignition Facility ich historycznego osiągnięcia” — powiedziała amerykańska senator Dianne Feinstein (CA). „To ekscytujący krok w fuzji i wszyscy w Lawrence Livermore i NIF powinni być dumni z tego przełomowego osiągnięcia”.
„To historyczne, innowacyjne osiągnięcie, które opiera się na wkładzie pokoleń naukowców z Livermore. Dziś nasz naród stoi na ich zbiorowych ramionach. Wciąż mamy długą drogę do przebycia, ale jest to krytyczny krok i pochwalam Departament USA Energii i wszystkich, którzy przyczynili się do tego obiecującego przełomu, który może pomóc w napędzaniu lepszej przyszłości czystej energii dla Stanów Zjednoczonych i ludzkości” – powiedział amerykański senator Jack Reed (RI), przewodniczący Senackiej Komisji Sił Zbrojnych.
„Ten monumentalny przełom naukowy jest kamieniem milowym dla przyszłości czystej energii” — powiedział amerykański senator Alex Padilla (CA). „Chociaż czeka nas więcej pracy, aby wykorzystać potencjał energii termojądrowej, jestem dumny, że naukowcy z Kalifornii nadal przodują w opracowywaniu technologii czystej energii. Gratuluję naukowcom z Lawrence Livermore National Laboratory ich zaangażowania w przyszłość czystej energii, i jestem zdeterminowany, aby zapewnić im wszystkie narzędzia i fundusze, których potrzebują, aby kontynuować tę ważną pracę”.
„To bardzo ważna sprawa. Możemy świętować kolejny rekord wydajności National Ignition Facility. To ostatnie osiągnięcie jest szczególnie niezwykłe, ponieważ NIF użył mniej sferycznie symetrycznego celu niż w eksperymencie z sierpnia 2021 r.”, powiedziała przedstawicielka USA Zoe Lofgren (CA- 19). „Ten znaczący postęp pokazuje przyszłe możliwości komercjalizacji energii termojądrowej. Kongres i administracja muszą w pełni sfinansować i właściwie wdrożyć przepisy dotyczące badań nad syntezą jądrową zawarte w niedawnej ustawie CHIPS and Science Act i prawdopodobnie nie tylko. Podczas II wojny światowej stworzyliśmy Manhattan Projekt na czas. Wyzwania stojące przed dzisiejszym światem są jeszcze większe niż w tamtym czasie. Musimy podwoić i przyspieszyć badania, aby odkryć nowe ścieżki czystej, nieograniczonej energii, którą obiecuje fuzja”.
„Jestem zachwycony, że NIF – najnowocześniejszy ośrodek badań jądrowych w Stanach Zjednoczonych – osiągnął zapłon termojądrowy, potencjalnie zapewniając nowe, czyste i zrównoważone źródło energii w przyszłości. Ten przełom zapewni bezpieczeństwo i niezawodność naszej zapasów jądrowych, otworzy nowe granice w nauce i umożliwi postęp w kierunku nowych sposobów zasilania naszych domów i biur w przyszłych dziesięcioleciach” – powiedział przedstawiciel USA Eric Swalwell (CA-15). „Pochwalam naukowców i badaczy za ich ciężką pracę i poświęcenie, które doprowadziły do tego monumentalnego osiągnięcia naukowego, i będę nadal naciskać na solidne finansowanie dla NIF w celu wspierania postępów w badaniach nad syntezą jądrową”.
Eksperyment LLNL przekroczył próg syntezy jądrowej, dostarczając 2,05 megadżuli (MJ) energii do celu, co dało 3,15 MJ energii wyjściowej syntezy jądrowej, demonstrując po raz pierwszy najbardziej fundamentalne podstawy naukowe dla bezwładnościowej energii syntezy jądrowej (IFE). Nadal potrzeba wielu zaawansowanych osiągnięć naukowych i technologicznych, aby osiągnąć prosty, niedrogi IFE do zasilania domów i firm, a DOE obecnie wznawia szeroko zakrojony, skoordynowany program IFE w Stanach Zjednoczonych. W połączeniu z inwestycjami sektora prywatnego istnieje duży rozmach, aby przyspieszyć szybki postęp w kierunku komercjalizacji syntezy jądrowej.
Fuzja to proces, w którym dwa lekkie jądra łączą się, tworząc jedno cięższe jądro, uwalniając dużą ilość energii. W latach sześćdziesiątych grupa pionierskich naukowców z LLNL postawiła hipotezę, że lasery można wykorzystać do wywołania syntezy jądrowej w warunkach laboratoryjnych. Kierowany przez fizyka Johna Nuckollsa, który później pełnił funkcję dyrektora LLNL w latach 1988-1994, ten rewolucyjny pomysł przekształcił się w inercyjną fuzję w uwięzieniu, rozpoczynając ponad 60 lat badań i rozwoju w laserach, optyce, diagnostyce, wytwarzaniu celów, modelowaniu i symulacji komputerowej oraz projekt eksperymentalny.
Aby realizować tę koncepcję, firma LLNL zbudowała serię systemów laserowych o coraz większej mocy, co doprowadziło do powstania NIF, największego i najbardziej energetycznego systemu laserowego na świecie. NIF – zlokalizowany w LLNL w Livermore w Kalifornii – jest wielkości stadionu sportowego i wykorzystuje potężne wiązki laserowe do wytwarzania temperatur i ciśnień podobnych do tych w jądrach gwiazd i gigantycznych planet oraz wewnątrz eksplodującej broni nuklearnej.
Osiągnięcie zapłonu było możliwe dzięki poświęceniu pracowników LLNL, a także niezliczonych współpracowników w DOE’s Los Alamos National Laboratory, Sandia National Laboratories i Nevada National Security Site; ogólna atomistyka; instytucje akademickie, w tym University of Rochester’s Laboratory for Laser Energetics, Massachusetts Institute of Technology, University of California, Berkeley i Princeton University; partnerzy międzynarodowi, w tym brytyjska Organizacja ds. Broni Atomowej oraz francuska Komisja ds. Energii Alternatywnych i Energii Atomowej; i interesariuszy w DOE i NNSA oraz w Kongresie.