A BBC News jelentése szerint a kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium irányított termonukleáris fúziót „begyújtó” szerkezetében (National Ignition Facility, NIF) szeptember végén végzett kísérlet során először sikerült elérni, hogy a fúzió folyamán kiszabadult energia meghaladta az egyesülő atommagok által elfogyasztott energia mennyiségét.
A magfúzióban két kisebb atommag egyesül egy nagyobbá. Ha a reakcióban részt vevő elemek könnyebbek a vasnál, akkor a folyamat óriási energiafelszabadulással jár, ellenkező esetben energiát kell befektetni. A Nap is – akárcsak a csillagok – fúzió segítségével működik: hidrogénatomjai egyesülnek, aminek eredményeként héliumatommagok és energia keletkezik.
A tudósok régóta kísérleteznek a fúziós folyamat hasznosításával, hiszen az korlátlan és olcsó energiaforráshoz juttatná az emberiséget. Mindeddig nem tudtak olyan életképes fúziós erőművet létrehozni még laboratóriumi körülmények között sem, amely több energiát termelne, mint amennyit az atommagok egyesülése igényel. A fúziós rendszer gyökeresen eltérne a hagyományos atomerőművektől, amelyek a maghasadás elve alapján működnek.
A NIF-ben végrehajtott kísérlet most felerősítette a reményeket.
A futballpálya-alapterületű, tízemeletes épületben üzemelő berendezés valójában egy százkilencvenkét független óriás lézernyalábból álló rendszer, amely a Napban és a csillagokban lejátszódó termonukleáris folyamatokat hivatott lemásolni, és ezáltal tiszta energiát szolgáltatni. A lézernyalábok nehéz hidrogénizotópok parányi gömböcskéjét célozzák meg, hogy beindítsák a termonukleáris reakciót.
A 3,5 milliárd dolláros kutatóberendezést 2009-ben adták át, méghozzá azzal az eredeti célkitűzéssel, hogy 2012. szeptember 30-áig képes lesz olyan nukleáris fúziót produkálni, amely „nettó” energiát termel. A váratlanul fellépett technikai problémák miatt a határidőt nem sikerült tartani, és a fúziós energiakibocsátás alatta maradt a matematikai modellekben beharangozott szintnek. Az ok részben az volt, hogy a rendszer hiányosságai miatt a bevitt energia nem jutott el teljes egészében a nukleáris fűtőanyaghoz a lézernyalábokon keresztül.
Szakemberek a NIF által bejelentett sikert az utóbbi évek legjelentősebb érdemi eredményének tekintik a magfúziós kutatásokban, amely megadhatja a végső lökést az áttöréshez, az önfenntartó fúzió „beindításához”; ez akkor valósul majd meg, ha a folyamat során legalább annyi energia szabadul fel, mint a lézernyalábok által szolgáltatott energia.
A termonukleáris fúzió során a hidrogén két nehézizotópja, a deutérium és trícium magjainak egyesülésekor héliumatommag képződik. Amikor ezek az izotópok magas hőmérsékleten egyesülnek, a tömegük egy kis része elvész, viszont óriási mennyiségű energia szabadul fel. Természetes körülmények között a csillagok belsejében zajlik termonukleáris fúzió, ahol az óriási gravitációs nyomás teremt kedvező feltételeket a 10 millió Celsius-fokon végbemenő folyamat számára. A Földön a jóval kisebb nyomás mellett a fúzió létrehozásához lényegesen magasabb hőmérsékletet, 100 millió fokot kell biztosítani. A NIF-ben a szélsőséges hőmérsékletet lézernyalábokkal hozzák létre, amelyek 1,8 megajoule energiával veszik célba a hidrogén nehézizotópjait.
