A tizenkét évi munka eredményeként 2009-re megépült National Ignition Facility (NIF), vagyis az irányított termonukleáris fúziót begyújtó „szerkezet” egy futballpálya-alapterületű, tízemeletes épületet tölt ki. Százkilencvenkét független óriás lézernyalábból álló rendszerről van szó, amely a Napban és a csillagokban lejátszódó termonukleáris folyamatokat hivatott lemásolni s ezáltal „tiszta” energiát szolgáltatni. A lézernyalábok nehéz hidrogénizotópok parányi gömböcskéjét célozzák meg, hogy beindítsák a termonukleáris reakciót.
A termonukleáris fúzió során a hidrogén két nehézizotópja, a deutérium és tricium magjainak egyesülésekor egy hélium atommag képződik. Amikor ezek az izotópok magas hőmérsékleten egyesülnek, a tömegük egy kis része elvész, viszont óriási mennyiségű energia szabadul fel. Természetes körülmények között termonukleáris fúzió a csillagok belsejében zajlik, ahol az óriási gravitációs nyomás teremt kedvező feltételeket a 10 millió Celsius-fokon zajló folyamat számára.
A Földön a jóval kisebb nyomás mellett a fúzió létrehozásához lényegesen magasabb hőmérsékletet, 100 millió Celsius-fokot kell biztosítani. A NIF-ben az extrém hőmérsékletet lézernyalábokkal hozzák létre, amelyek 1,8 megajoule energiával veszik célba a hidrogén nehézizotópjait.
Brutális számok
A NIF az idén már harmadszor állít fel rekordot – március 15-én 1,8 megajoule energiával 441 TW teljesítményt ért el. Július 3-án rekordnak számító 1,89 megajoule energiával 423 terawattot, július 5-én pedig 1,85 megajoule-lal 500 terawattot produkált a berendezés. Az 500 TW ezerszer meghaladja az Egyesült Államok energiafogyasztását bármely adott időszakban, az 1,85 megajoule pedig bármely más lézerberendezés működési energiájának a százszorosa.
„A NIF valóra váltotta a két évtizeddel ezelőtt megálmodott célokat” – hangsúlyozta Edward Moses, a létesítmény igazgatója. Richard Petrasso, a Massachusettsi Műszaki Egyetem professzora szerint az 500 terawattos teljesítmény olyan feltételeket teremt, amelyek eddig csupán a csillagok belsejében léteztek. Raymond Jeanloz, a Kaliforniai Egyetem, Berkley csillagászprofesszora áttörésnek nevezte a NIF eredményeit, amelyek lehetővé teszik anyagok kutatását extrém körülmények között.
