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Dec 29, 2023

米国エネルギー省、LLNL核融合作業による純エネルギー利得の詳細を発表

L'esperimento del 5 dicembre è stato un successo dopo una serie di successi e battute d'arresto al NIF.

12月5日の実験の成功は、昨年に遡るNIFにおける一連の成功と挫折を経たものである。 2021年8月の実験で、NIFの科学者らは発火の閾値に達したと報告した。これは当時世界初であり、これまでの慣性閉じ込め核融合実験よりも多くのエネルギーが得られた。 この実験では、太陽の中心部で見られる極端な温度と圧力を再現するのに十分な、1.3 MJ のエネルギー収量を達成しました。

2月のもう1つの重要な成果として、NIFチームは、外部加熱機構ではなく核融合自体が核融合反応に必要な熱の大部分を供給するレーザーシステムをテストした。

LLNL の NIF のターゲット チャンバー。2022 年 12 月 5 日に、192 個のレーザー ビームが 200 万 J を超える紫外線エネルギーを小さな燃料ペレットに照射し、核融合点火を引き起こした。LLNL 提供。

しかし、この夏、NIFの科学者らは点火の頂点に達した昨年8月の実験を再現できず、NIFとその点火を促す能力について疑問が生じた。 報告書によると、再試行では2021年に記録されたエネルギー出力の50％以下しか得られなかったという。停滞科学のチームリーダーであり、12月5日の実験では診断のリーダーを務めたアーサー・パック氏によると、NIFチームは次のことを試みたという。 2021 年の実験を少なくとも 3 回繰り返します。

LLNLキム・ブディル監督。 LLNL のご厚意による。

以前の実験と比較して、12月5日の実験で使用されたターゲットにはかなりの欠陥があった、とLLNL未来エネルギー応用研究所所長で実験のターゲット製造プログラムマネージャーのマイケル・シュターダーマン氏は述べた。 これらには、いわゆるタングステンの介在物が多数含まれていたと同氏は述べた。「NIFにおける過去10年間にわたる核融合点火の追求は、信じられないほど野心的な技術目標であった」とブディル氏は語った。 「多くの人がそれは不可能だと言いました。」 彼女は、科学者たちが対処し対応した問題として、NIF レーザー システムのエネルギー、ターゲットの精度、チームのモデリングおよびシミュレーション ツールのパフォーマンス能力に関する懸念を挙げました。「物理学の進歩には時間がかかりました。しかし、昨年 8 月に私たちは目標を達成しました。当時記録的な出力 1.35 MJ を達成し、点火の閾値に達したことに多くの人が注目しました。そして先週、機械学習と収集したデータによって改良されたショット前の予測では、50% を超える出力が得られたことが示されました。目標利益を超える可能性があります。」

*米国エネルギー省/LLNL のプレスイベント前に発行された報告書は、開発に詳しい関係者の話として引用されています。 報告書によると、この反応は当時は未確認だったが、レーザーのエネルギー2.1MJの約120%に相当する約2.5MJのエネルギーを生成したという。

**発火を引き起こした実験は12月5日に行われた。発火の閾値に達した実験の再現を目的とした実験を含む2022年8月の実験では、DOEが共有する結果は得られなかった。