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Dec 29, 2023

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti dettaglia il guadagno energetico netto derivante dal lavoro di fusione LLNL

The successful Dec. 5 experiment follows a set of successes and setbacks at NIF

Il successo dell’esperimento del 5 dicembre segue una serie di successi e battute d’arresto al NIF risalenti allo scorso anno. In un esperimento dell’agosto 2021, gli scienziati del NIF hanno riferito di aver raggiunto la soglia di accensione: la prima al mondo all’epoca e una resa di più energia rispetto a qualsiasi precedente esperimento di fusione a confinamento inerziale. L'esperimento ha raggiunto una resa energetica di 1,3 MJ, sufficiente a ricreare le temperature e le pressioni estreme che si trovano nel cuore del sole.

In un altro importante risultato ottenuto a febbraio, un team del NIF ha testato un sistema laser in cui è la fusione stessa e non un meccanismo di riscaldamento esterno a fornire la maggior parte del calore necessario per una reazione di fusione.

La camera bersaglio del NIF di LLNL, dove 192 raggi laser hanno erogato più di 2 milioni di J di energia ultravioletta a un minuscolo pellet di combustibile per creare l'accensione per fusione il 5 dicembre 2022. Per gentile concessione di LLNL.

Quest'estate, tuttavia, gli scienziati del NIF non sono riusciti a ricreare l'esperimento dello scorso agosto che li aveva portati al culmine dell'accensione, sollevando dubbi sul NIF e sulla sua capacità di stimolare l'accensione. I rapporti affermano che i tentativi ripetuti non hanno prodotto più del 50% della produzione di energia registrata nel 2021. Secondo Arthur Pak, che è stato a capo del team per la scienza della stagnazione e a capo della diagnostica nell’esperimento del 5 dicembre, il team NIF ha tentato di ripetere l’esperimento del 2021 almeno tre volte.

Direttore della LLNL Kim Budil. Per gentile concessione di LLNL.

Rispetto agli esperimenti precedenti, il bersaglio utilizzato nell'esperimento del 5 dicembre presentava notevoli difetti o difetti, ha affermato Michael Stadermann, direttore del Laboratorio per le applicazioni energetiche per il futuro presso LLNL e responsabile del programma di fabbricazione del bersaglio per l'esperimento. Questi includevano una serie di cosiddette inclusioni di tungsteno, ha detto. "La nostra ricerca dell'accensione per fusione negli ultimi dieci anni al NIF è stata un obiettivo tecnico incredibilmente ambizioso", ha detto Budil. "Molti dicevano che non era possibile." Ha citato le preoccupazioni sull'energia del sistema laser NIF, sulla precisione del bersaglio e sulle capacità prestazionali degli strumenti di modellazione e simulazione dei team come quelle che gli scienziati hanno affrontato e soddisfatto. "Il progresso della fisica ha richiesto tempo. Ma lo scorso agosto, quando abbiamo raggiunto una resa allora record di 1,35 MJ, mettendoci sulla soglia di accensione, molti se ne sono accorti. E la settimana scorsa, le nostre previsioni pre-shot, migliorate dall'apprendimento automatico e dai dati che abbiamo raccolto, indicavano che avevamo una resa migliore del 50% possibilità di superare il guadagno target."

*I rapporti pubblicati prima dell’evento stampa del DOE/LLNL statunitense citavano persone che avevano familiarità con lo sviluppo. I rapporti affermavano che la reazione, allora non confermata, produsse circa 2,5 MJ di energia, ovvero circa il 120% dei 2,1 MJ di energia nei laser.

**L'esperimento che ha prodotto l'accensione è avvenuto il 5 dicembre. Gli esperimenti di agosto 2022, compresi quelli volti a ricreare esperimenti che hanno raggiunto la soglia di accensione, non hanno prodotto il risultato condiviso dal DOE.