ב-5 בדצמבר, מדענים במתקן ההצתה הלאומי הגיעו לפריצת דרך בהיתוך גרעיני על ידי הפקת תגובה עם רווח אנרגטי. זה יכול להיות צעד לקראת עולם בעתיד הרחוק שבו היתוך הוא מקור כוח.

בחודש שעבר, הכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ היה בקליפורניה. במעבדה, בפעם הראשונה, הלייזרים הגדולים בעולם אילצו אטומים של מימן להתמזג יחד באותו סוג של תגובה מייצרת אנרגיה שיורה את השמש. זה נמשך פחות ממיליארדית השנייה. אבל, אחרי שישה עשורים של עמל וכישלון, המעבדה הלאומית של לורנס ליברמור הוכיחה שאפשר לעשות זאת. אם היתוך יהפוך לכוח מסחרי יום אחד, הוא יהיה אינסופי ונטול פחמן. במילים אחרות, זה ישנה את גורל האדם. כפי שתראה, יש עוד רחוק ללכת. אבל אחרי פריצת הדרך של דצמבר, הוזמנו לסייר במעבדה ולפגוש את הצוות שהביא את כוח הכוכבים לכדור הארץ.

היתוך בלתי מבוקר קל לשליטה כל כך מזמן הסרטים בשחור לבן. היתוך הוא מה שעושה פצצת מימן, משחררת אנרגיה על ידי אילוץ אטומי מימן להתמזג יחד. מה שהיה בלתי אפשרי הוא לרתום את השריפות של ארמגדון למשהו שימושי.

המעבדה הלאומית של משרד האנרגיה האמריקאי לורנס ליברמור מסייעת בשמירה על נשק גרעיני וניסויים בפיזיקה עתירת אנרגיה. שעה מזרחית לסן פרנסיסקו, פגשנו את המנהלת של ליברמור, קים בודיל, במעבדה שעשתה היסטוריה, מתקן ההצתה הלאומי.

קים בודיל: מתקן ההצתה הלאומי הוא הלייזר הגדול והאנרגטי ביותר בעולם. הוא נבנה החל משנות ה-1990, כדי ליצור תנאים במעבדה שהיו נגישים בעבר רק בעצמים הקיצוניים ביותר ביקום, כמו מרכז כוכבי לכת ענקיים, או השמש, או בהפעלת נשק גרעיני. והמטרה הייתה באמת להיות מסוגל ללמוד סוג כזה של מצב בעל אנרגיה גבוהה מאוד וצפיפות גבוהה בפירוט רב.

מתקן ההצתה הלאומי, או NIF, נבנה תמורת 3.5 מיליארד דולר כדי להצית היתוך מתקיים עצמי. הם ניסו כמעט 200 פעמים במשך 13 שנים. אבל כמו מכונית עם סוללה חלשה, ה'מנוע' האטומי לעולם לא יתהפך.

סקוט פלי: NIF צייר כמה כינויים.

קים בודיל: זה קרה. במשך שנים רבות "מתקן לא להצתה", "מתקן לעולם לא להצתה". לאחרונה "מתקן כמעט התלקחות". אז, האירוע האחרון הזה באמת הכניס את ההצתה ל-NIF.

הצתה פירושה הצתת תגובת היתוך שמוציאה יותר אנרגיה מאשר הלייזרים מכניסים.

קים בודיל: אז אם אתה יכול לחמם אותו מספיק, צפוף מספיק, מספיק מהר, ולהחזיק אותו מספיק זמן, תגובות ההיתוך מתחילות להתקיים. וזה באמת מה שקרה כאן ב-5 בדצמבר.

בחודש שעבר, יריית הלייזר שנורה מחדר הבקרה הזה הכניסה שתי יחידות אנרגיה לניסוי, אטומים החלו להתמזג, וכשלוש יחידות אנרגיה יצאו. תמי מא, שמובילה את יוזמות מחקר היתוך לייזר במעבדה, קיבלה את השיחה בזמן שהמתינה למטוס.

תמי מא: ואני פרצתי בבכי. זה היה רק ​​דמעות של שמחה. ובעצם התחלתי לרעוד פיזית ו- ולקפוץ למעלה ולמטה פנימה, אתה יודע, בשער לפני שכולם עולים. כולם היו, כמו, "מה האישה המטורפת הזאת עושה?"

תמי מא משוגעת על הנדסה.

היא הראתה לנו מדוע בעיית ההיתוך מביאה מישהו עד דמעות. ראשית, יש את האנרגיה הנדרשת שמועברת על ידי לייזרים בצינורות האלה שהם ארוכים יותר ממגרש כדורגל.

סקוט פלי: וכמה יש בסך הכל?

תמי מא: 192 לייזרים בסך הכל.

סקוט פלי: כל אחד מהלייזרים האלה הוא מהאנרגטיים בעולם ויש לך 192 מהם.

תמי מא: זה די מגניב נכון?

ובכן, די חם למעשה, מיליוני מעלות, וזו הסיבה שהם משתמשים במפתחות כדי לנעול את הלייזרים.

הקורות פוגעות בהספק גדול פי 1,000 מכל רשת החשמל הארצית. האורות שלך לא כבים בבית כשהם מצלמים כי קבלים אוגרים את החשמל. בצינורות, קרני הלייזר מתגברות על ידי מירוצים קדימה ואחורה והפלאש הוא שבריר שנייה.

תמי מא: אנחנו חייבים להגיע לתנאים המדהימים האלה; חם יותר, צפוף יותר ממרכז השמש ולכן אנו זקוקים לכל אנרגיית הלייזר הזו כדי להגיע לצפיפות האנרגיה הגבוהה הזו.

כל הרעש הזה מאדה מטרה שכמעט קטנה מכדי לראות.

סקוט פלי: האם אני יכול להחזיק את הדבר הזה?

מיכאל סטדרמן: בהחלט

סקוט פלי: לא ייאמן. בהחלט מדהים.

הצוות של מייקל סטדרמן בונה את קונכיות המטרה החלולות הטעונות במימן ב-430 מעלות מתחת לאפס.

מייקל סטדרמן: הדיוק שאנו צריכים להכנת הקליפות הללו הוא קיצוני. הקונכיות עגולות כמעט לחלוטין. יש להם חספוס שהוא פי מאה טוב יותר ממראה.

אם זה לא היה חלק יותר ממראה, פגמים היו הופכים את התפרצות האטומים לא אחידה וגורמת להתכווצות היתוך.

סקוט פלי: אז אלה צריכים להיות קרובים למושלמים ככל האפשר מבחינה אנושית.

מיכאל סטדרמן: נכון. זה נכון, ואנחנו כן חושבים שהם בין הפריטים המושלמים ביותר שיש לנו על פני כדור הארץ.

המעבדה של סטדרמן חותרת לשלמות על ידי אידוי פחמן ויצירת המעטפת מיהלום. הם בונים 1,500 בשנה כדי להפוך 150 לכמעט מושלמים.

מיכאל סטדרמן: כל הרכיבים מובאים יחד תחת המיקרוסקופ עצמו. ואז ההרכב משתמש בשלבים אלקטרו-מכאניים כדי לשים את החלקים במקום שבו הם אמורים להגיע - להעביר אותם יחד, ואז אנו מורחים דבק באמצעות שערה.

סקוט פלי: שערה?

מייקל סטדרמן: כן. בדרך כלל משהו כמו ריס או דומה, או שפם חתול.

סקוט פלי: אתה מורח דבק עם שפם חתול?

מיכאל סטדרמן: נכון.

סקוט פלי: למה זה צריך להיות כל כך קטן?

מייקל סטדרמן: הלייזר נותן לנו רק כמות סופית של אנרגיה, וכדי להניע קפסולה גדולה יותר נצטרך יותר אנרגיה. אז זה מגבלה של המתקן שראית שהוא גדול מאוד. ולמרות גודלו הגדול, זה בערך מה שאנחנו יכולים לנהוג איתו.

סקוט פלי: המטרה יכולה להיות גדולה יותר, אבל אז הלייזר יצטרך להיות גדול יותר.

מיכאל סטדרמן: נכון.

ב-5 בדצמבר הם השתמשו במטרה עבה יותר כדי שהיא תחזיק את צורתה זמן רב יותר והם הבינו כיצד להגביר את העוצמה של יריית הלייזר מבלי לפגוע בלייזרים.

תמי מא: אז זו דוגמה למטרה לפני הירייה...

תמי מא הראתה לנו מכלול מטרה שלם. מעטפת היהלום שראיתם נמצאת בתוך הגליל הכסוף הזה.

המכלול הזה נכנס לתא ואקום כחול, בגובה שלוש קומות. קשה לראות כאן כי הוא שופע לייזרים ומכשירים.

לכלי הזה הם קוראים דנטה כי, אמרו לנו, הוא מודד את שריפות הגיהינום. פיזיקאי אחד אמר, "אתה צריך לראות את המטרה שפיצחנו ב-5 בדצמבר."

מה שגרם לנו לשאול: "אפשר?"

סקוט פלי: ראית את זה בעבר?

תמי מא: זו הפעם הראשונה שאני רואה את זה.

קרא עוד במקור: בתוך פריצת הדרך של ההיתוך הגרעיני שעשויה להיות צעד לאנרגיה נקייה בלתי מוגבלת בעתיד הרחוק - חדשות CBS