A Fúzió Gyakorlása

Kép: J. ZWEIBACK / LLNL

A kereskedelmi fúziós reaktorok villamos energia előállítására vonatkozó ígérete számos technikai kihívással van egyensúlyban - ezek közül elsősorban az a kérdés, hogy miként lehet egy anyagot képes fenntartani a nagy energiájú neutronok folyamatos bombázásában. "Bármely szabványos anyag csak túróvá válik" - mondja Todd Ditmire, a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium munkatársa. A mai napig a kutatók számítógépes szimulációkhoz fordultak ennek a pusztulásnak a tanulmányozására, becslésük szerint egyetlen kristályt eltaláló neutron megolvadhat 10 ⁵ ionok, amelyek nanoszekundumokon belül tökéletlenül kristályosodnak át. Idővel a hiányosságok összeadódnak, veszélyeztetve az anyagot. De annak reményében, hogy igazolni tudja ezt a problémát, Ditmire és kollégái tavaly létrehoztak egy asztali rendszert, amely szuperrövid neutronimpulzusok formájában apró ízeket produkál belőle. A Physical Review Letters október 23-i számában részletesen jellemzik a pulzust.

Ebben a laboratóriumi rendszerben a kutatók nehéz és gyors hidrogénatomokból álló klasztert robbantanak fel egy gyors és erőteljes lézerütéssel (a fenti képen rózsaszínű). Ez az ütés lefújja az elektronokat, és a maradék kölcsönösen taszító ionokat annyira hevesen felrobbanja, hogy a közeli nehéz hidrogéncsoportok összeolvadnak és neutronokat bocsátanak ki [fehér terület fent]. Ez a neutronimpulzus csupán 650 pikoszekundum széles, és a csoport számításai azt sugallják, hogy 100 ps impulzusokra van szükség. Javasolják a rendszer használatát a sugárzás károsodásának tanulmányozására úgy, hogy először egy szilárd anyagot ütnek meg a neutronimpulzussal, majd ugyanazon lézer röntgenimpulzusával rögzítik az utóhatásokat. "Készíthet filmet erről az olvadásról és újrakristályosodásról" - jegyzi meg Ditmire. Egy ilyen film javasolhatja a szilárd anyag megvédését a neutronok támadásától.