في الخامس من كانون الأول (ديسمبر) ، توصل العلماء في منشأة الإشعال الوطنية إلى اختراق في الاندماج النووي من خلال إنتاج تفاعل مع اكتساب الطاقة. يمكن أن تكون خطوة نحو عالم في المستقبل البعيد حيث الاندماج هو مصدر القوة.

في الشهر الماضي ، كان أقرب نجم إلى الأرض في كاليفورنيا. في المختبر ، ولأول مرة ، أجبر أكبر ليزر في العالم ذرات الهيدروجين على الاندماج معًا في نفس النوع من الطاقة المنتجة للتفاعل الذي يطلق الشمس. لقد استمرت أقل من جزء من المليار من الثانية. ولكن بعد ستة عقود من الكدح والفشل ، أثبت مختبر لورانس ليفرمور الوطني أنه يمكن القيام بذلك. إذا أصبح الاندماج قوة تجارية يومًا ما ، فسيكون بلا حدود وخالٍ من الكربون. بمعنى آخر ، سيغير مصير الإنسان. كما سترى ، هناك الكثير لنقطعه. ولكن بعد الاختراق الذي تحقق في شهر ديسمبر ، تمت دعوتنا للقيام بجولة في المختبر ومقابلة الفريق الذي جلب قوة النجوم إلى الأرض.

الاندماج غير المتحكم فيه سهل الإتقان منذ زمن بعيد ، كانت الأفلام بالأبيض والأسود. الاندماج هو ما تفعله القنبلة الهيدروجينية ، حيث تطلق الطاقة عن طريق إجبار ذرات الهيدروجين على الاندماج معًا. ما كان مستحيلاً هو تسخير نيران هرمجدون في شيء مفيد.

يساعد مختبر لورانس ليفرمور الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية في الحفاظ على الأسلحة النووية وإجراء التجارب باستخدام فيزياء الطاقة العالية. على بعد ساعة شرق سان فرانسيسكو ، التقينا بمدير ليفرمور ، كيم بوديل ، في المختبر الذي صنع التاريخ ، مرفق الإشعال الوطني.

كيم بوديل: مرفق الإشعال الوطني هو أكبر ليزر في العالم وأكثرها نشاطًا. تم بناؤه ابتداءً من التسعينيات ، لتهيئة الظروف في المختبر التي لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا إلا في أكثر الأشياء تطرفًا في الكون ، مثل مركز الكواكب العملاقة ، أو الشمس ، أو في تشغيل الأسلحة النووية. وكان الهدف أن تكون قادرًا حقًا على دراسة هذا النوع من الطاقة العالية جدًا والكثافة العالية في الكثير من التفاصيل.

تم بناء مرفق الإشعال الوطني ، أو NIF ، مقابل 3.5 مليار دولار لإشعال الاندماج الذاتي. لقد حاولوا ما يقرب من 200 مرة على مدار 13 عامًا. ولكن مثل السيارة ذات البطارية الضعيفة ، فإن "المحرك" الذري لن ينقلب أبدًا.

سكوت بيلي: NIF وجهت بعض الألقاب.

كيم بوديل: لقد فعلت. لسنوات عديدة "مرفق عدم الإشعال" ، "مرفق عدم الإشعال مطلقًا". مؤخرًا "منشأة الإشعال تقريبًا". لذا ، فإن هذا الحدث الأخير قد وضع بالفعل الإشعال في NIF.

الاشتعال يعني إشعال تفاعل الاندماج الذي ينتج طاقة أكثر من الليزر الذي يوضع فيه.

كيم بوديل: إذا تمكنت من تسخينها بدرجة كافية ، وكثافة كافية ، وسريعة بما يكفي ، وتماسكها معًا لفترة كافية ، فإن تفاعلات الاندماج تبدأ في الاكتفاء الذاتي. وهذا حقًا ما حدث هنا في الخامس من ديسمبر.

في الشهر الماضي ، أطلقت طلقة الليزر من غرفة التحكم هذه ، حيث وضعت وحدتين من الطاقة في التجربة ، وبدأت الذرات في الاندماج ، وخرجت حوالي ثلاث وحدات من الطاقة. تلقت تامي ما ، التي تقود مبادرات أبحاث دمج الليزر في المختبر ، المكالمة أثناء انتظار الطائرة.

تامي ما: وانفجرت في البكاء. كانت مجرد دموع الفرح. وبدأت فعليًا في الاهتزاز - والقفز لأعلى ولأسفل ، كما تعلمون ، عند البوابة قبل أن يجلس الجميع. كان الجميع ، مثل ، "ما الذي تفعله تلك المرأة المجنونة؟"

تامي ما مجنونة بالهندسة.

لقد أوضحت لنا لماذا تسبب مشكلة الاندماج في البكاء. أولاً ، هناك الطاقة المطلوبة التي يتم توصيلها بواسطة الليزر في هذه الأنابيب التي تكون أطول من ملعب كرة القدم.

- سكوت بيلي: وما هو العدد الإجمالي؟

تامي ما: 192 ليزر.

سكوت بيلي: كل واحدة من هذه الليزرات هي واحدة من أكثر أنواع الليزر نشاطا في العالم ولديك 192 منها.

تامي ما: هذا رائع ، أليس كذلك؟

حسنًا ، حار جدًا في الواقع ، ملايين الدرجات ، وهذا هو سبب استخدامهم للمفاتيح لإغلاق الليزر.

تضرب الحزم بقوة أكبر 1,000 مرة من شبكة الكهرباء الوطنية بأكملها. لا تنطفئ الأضواء في المنزل عند التقاطها لأن المكثفات تخزن الكهرباء. في الأنابيب ، تتضخم أشعة الليزر عن طريق السباق ذهابًا وإيابًا ويكون الفلاش جزءًا من الثانية.

تامي ما: علينا أن نصل إلى هذه الظروف المذهلة. أكثر سخونة وكثافة من مركز الشمس ولذا فنحن بحاجة إلى كل طاقة الليزر هذه للوصول إلى كثافات الطاقة العالية جدًا.

كل هذا الجدار يبخر هدفًا صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته.

- سكوت بيلي: هل يمكنني حمل هذا الشيء؟

مايكل ستادرمان: بالتأكيد

سكوت بيلي: لا يصدق. مذهل للغاية.

يقوم فريق مايكل ستادرمان ببناء قذائف مستهدفة مجوفة محملة بالهيدروجين عند 430 درجة تحت الصفر.

مايكل ستادرمان: الدقة التي نحتاجها لصنع هذه القذائف شديدة للغاية. الأصداف مستديرة بشكل مثالي تقريبًا. لديهم خشونة أفضل بمئة مرة من المرآة.

إذا لم يكن أكثر سلاسة من المرآة ، فإن العيوب ستجعل انهيار الذرات غير متساوٍ مما يتسبب في تلاشي الاندماج.

سكوت بيلي: يجب أن تكون هذه الأشياء أقرب ما تكون إلى الكمال قدر الإمكان.

مايكل ستادرمان: هذا صحيح. هذا صحيح ، ونعتقد أنها من بين أكثر العناصر مثالية التي لدينا على وجه الأرض.

يسعى مختبر Stadermann إلى الكمال عن طريق تبخير الكربون وتشكيل الغلاف من الماس. يبنون 1,500 سنويًا ليصبحوا 150 مثاليًا تقريبًا.

مايكل ستادرمان: يتم تجميع جميع المكونات معًا تحت المجهر نفسه. ثم يستخدم المجمع المراحل الكهروميكانيكية لوضع الأجزاء في المكان الذي من المفترض أن تذهب إليه - تحريكها معًا ، ثم نضع الغراء باستخدام شعرة.

سكوت بيلي: شعر؟

مايكل ستادرمان: نعم. عادة شيء مثل رمش أو ما شابه ، أو شارب قطة.

سكوت بيلي: هل تضع الغراء بشعر قطة؟

مايكل ستادرمان: هذا صحيح.

- سكوت بيلي: لماذا يجب أن تكون صغيرة جدًا؟

مايكل ستادرمان: يمنحنا الليزر كمية محدودة فقط من الطاقة ، ولقيادة كبسولة أكبر نحتاج إلى المزيد من الطاقة. لذا فهو أحد القيود على المنشأة التي رأيتها كبيرة جدًا. وعلى الرغم من حجمها الكبير ، فإن هذا يتعلق بما يمكننا القيادة به.

سكوت بيلي: يمكن أن يكون الهدف أكبر ، ولكن بعد ذلك يجب أن يكون الليزر أكبر.

مايكل ستادرمان: هذا صحيح.

في الخامس من كانون الأول (ديسمبر) ، استخدموا هدفًا أكثر سمكًا ليحافظ على شكله لفترة أطول وتوصلوا إلى كيفية تعزيز قوة طلقة الليزر دون الإضرار بأشعة الليزر.

تامي ما: هذا مثال لهدف قبل إطلاق النار ...

أظهر لنا تامي ما مجموعة مستهدفة سليمة. تلك القشرة الماسية التي رأيتها داخل تلك الأسطوانة الفضية اللون.

يذهب هذا التجمع إلى غرفة فراغ زرقاء ، بارتفاع ثلاثة طوابق. من الصعب رؤيتها هنا لأنها مليئة بأشعة الليزر والأدوات.

هذه الآلة التي يسمونها دانتي لأنها ، كما أخبرونا ، تقيس نيران الجحيم. قال أحد الفيزيائيين ، "يجب أن ترى الهدف الذي فجرناه في الخامس من كانون الأول (ديسمبر)."

مما جعلنا نسأل ، "هل يمكننا؟"

- سكوت بيلي: هل رأيت هذا من قبل؟

تامي ما: هذه هي المرة الأولى التي أراها.

قراءة المزيد في المصدر: داخل الانصهار النووي اختراق قد يكون خطوة إلى طاقة نظيفة غير محدودة في المستقبل البعيد - أخبار سي بي إس