Vēl nesenā pagātnē par kodolsintēzi ironizēja kā par «mūžam perspektīvo nākotnes enerģijas avotu», taču viena gada laikā situācija ir mainījusies. Kopš pērnā gada pavasarī oficiāli tika atklāta Nacionālā uzliesmojuma laboratorija (NIF), ASV fiziķiem izdevies sekmīgi veikt vairākus eksperimentus ar kodolu sakausēšanu. Vienā no tiem zinātniekiem izdevies pietuvoties robežai, kurā kodolsintēzes ierosināšanai būs nepieciešams mazāk enerģijas, nekā procesā tiks saražots.
Pavisam tuvu
Eksperiments tika veikts pildspalvas uzgaļa lieluma cilindrā, kuru apšaudīja ar 192 lāzera stariem, lai noskaidrotu, vai tādējādi iespējams radīt gaidīto uzliesmojumu. Izrādījās, ka var, un tas ļauj ticēt pētnieku plānam jau šogad 3,5 miljardus dolāru vērtajā Kalifornijas Lorensa Livermora nacionālajā laboratorijā veikt pasaulē pirmo kontrolēto kodolsintēzi, no kuras tiks iegūts vairāk enerģijas, nekā tajā ieguldīts. Ja tā notiks, tiks sperts ļoti nozīmīgs solis efektīvas alternatīvās enerģijas meklējumos.
Fiziķi jau vairāk nekā pusgadsimtu cenšas pakļaut kodolsintēzi, kas var kļūt par pamatu prātam neaptverama enerģijas daudzuma saražošanai. Taču līdz šim nācies samierināties ar izraisītāju un seku pasīvu novērotāju lomu.
Lai kodolsintēzē ražotu enerģiju, kopā tiek saspiesti vieglie atomi, piemēram, ūdeņraža ātomi, tādējādi tos pārvēršot smagākos - tādos kā hēlija - atomos. Katra reakcija nelielu daļu no atomu masas pārvērš enerģijā, un šāda ražošana esot efektīvāka nekā tradicionālajās atomelektrostacijās, kurās atomi tiek nodalīti cits no cita. Kad saplūdināšanu veic ar triljoniem atomu, var iegūt tādu enerģijas devu, kādu rada ūdeņraža bumba vai Saule.
Šī arī ir projekta visintriģējošākā daļa. Zināms, ka ar Saules saražoto enerģiju pietiek vairāku planētu apgādāšanai ar siltumu, gaismu un degvielu. Tādēļ kodolsintēze spētu apmierināt cilvēces vajadzības pēc neizsīkstoša un samērā lēta enerģijas avota.
Uzliesmojums mini cilindrā
Reakcija notiek ar zeltu pārklātā cilindrā, kas tiek dēvēts vācu vārdā Hohlraum jeb dobja telpa. To no ārpuses bombardē lāzera stari, iekustinot uz iekšu vērstos rentgena starus. Tie notēmēti uz sīka zirņa izmēra berilija lodi, kas piepildīta ar atdzesētām deiterija un tritija kodolsintēzes degvielas druskām. Tie abi ir ūdeņraža izotopi, kas ir ļoti labi piemēroti sintēzei. Ja zinātnieki visu izdara pareizi, degvielas lodīte tiek saspiesta tūkstoš reižu un uzkarst līdz simt miljoniem grādu pēc Celsija skalas, kas ir vairāk nekā temperatūra uz Saules.
Viens no lielākajiem izaicinājumiem ir šaut ar lāzera stariem tik precīzi, lai lodīte tiktu uzkarsēta vienādi. Ja karsēšana ir kaut mazliet nevienāda, lodīte nesasniegs uzliesmošanai nepieciešamo temperatūru.
Lai arī jaunākais panākums ir aplausu vērts un, iespējams, kādu dienu kļūs par iemeslu Nobela prēmijas piešķiršanai grupas līderiem, priekšā vēl daudz darāmā. Būs vajadzīgi vairāki gadi, līdz tehnoloģija tiks piemērota komerciālai lietošanai.
Zinātniekus tas nebiedē, jo viņi apzinās sava darba gaidāmos augļus. «NIF un kodolsintēzes potenciāls enerģijas resursu lauciņā ir milzīgs,» portālam msnbc.com saka programmas direktors Džefrijs Atertons.
Uz pareizā ceļa
Nesenajos eksperimentos zinātnieki «paniekojās» ar mazāku cilindru, kurā tika ievietota ūdeņraža un hēlija atomu lodīte. Arī temperatūra sasniedza tikai 3,3 miljonus grādu, un ar to nepietika, lai saražotu vairāk enerģijas, nekā patērēts, raksta žurnāls Science. Eksperimentā izdevās radīt tikai tik daudz enerģijas, lai divreiz tējkannā uzvārītu litru ūdens. Taču visa enerģija tika saņemta sekundes desmitmiljardajā daļā. Ja šādu «ražošanas apjomu» varētu nodrošināt kaut vienu sekundi, ar to varētu uzvārīt ūdeni 50 olimpiskajos peldbaseinos, raidsabiedrībai BBC saka NIF plazmas pētnieks Zigfrīds Glenzers.
Dž.Atertons ir pārliecināts, ka viņa komanda ir uz pareizā ceļa: «Svarīgi, ka mēs to darām mērogā, kas ir aptuveni 20 reižu lielāks par iepriekšējo eksperimentu apmēriem, ar 20 reižu precīzāku lāzeru un ar tādu efektivitāti, kāda iepriekš nav pieredzēta.»