Ha funzionato: nel febbraio 2021, gli scienziati hanno superato il record precedente del 70% e hanno raggiunto quasi un decimo della produzione necessaria per l’accensione. Ancora più importante, entrambi gli esperimenti hanno superato una soglia nota come plasma in fiamme2in cui la reazione di fusione genera più calore del laser. “È stato solo quando abbiamo raggiunto questa soglia che la gente ha iniziato a crederci”, dice Hurricane.
Lo scetticismo continuava all’esterno – un gruppo scientifico indipendente noto come JASON che consiglia il governo degli Stati Uniti ha sollevato dubbi sulle possibilità di successo del NIF nell’aprile 2021 – ma all’interno del NIF la fiducia stava crescendo. Ancora un altro esperimento in agosto ha ottenuto una reazione di fusione fuori controllo che ha soddisfatto i criteri tecnici per l’accensione utilizzati dagli scienziati all’interno del NIF3. Dopo alcuni tentativi di ripetere l’esperimento fallironohanno deciso che era giunto il momento di fare le cose in grande.
Nel settembre 2022, gli scienziati del NIF hanno condotto un esperimento con una nuova configurazione laser più potente. Questa volta, la diagnostica ha rivelato un’implosione a forma di frittella. Ancora una volta, la squadra di Kritcher ha ridistribuito l’energia dei raggi, questa volta pompando più energia verso l’equatore dell’hohlraum.
Poco più di due mesi dopo, il 5 dicembre 2022, i ricercatori hanno sparato 2,05 megajoule di energia ultravioletta dal laser del NIF sul loro bersaglio e l’implosione risultante ha prodotto 3,2 megajoule di energia di fusione. un guadagno superiore al 50%. Dopo più di 12 anni di sforzi, hanno avuto l’accensione4.
Fallire, perfezionare, migliorare
NIF ora produce regolarmente rendimenti di fusione che sono 1.000 o più volte più grandi di quelli della sua prima campagna di accensione più di dieci anni fa. Ciò ha ammorbidito molti critici.
L’accensione non significa un futuro di energia pulita proveniente dal NIF: l’esperimento di maggior successo finora ha generato poco più di 5 megajoule di energia, ma sono necessari più di 300 megajoule per sparare il suo colossale laser.
La struttura sta invece diventando lo strumento sperimentale promesso ai fisici nel programma sulle armi nucleari dopo la fine della Guerra Fredda, afferma David Hammer, un ingegnere nucleare della Cornell University di Ithaca, New York. In particolare, gli scienziati della LLNL stanno già esponendo componenti di armi nucleari all’esplosione di radiazioni generate durante gli esperimenti di fusione per comprendere meglio la vulnerabilità di questi componenti in una guerra nucleare.
Questa struttura di fabbricazione presso il NIF è una “stanza pulita” in cui i ricercatori preparano il bersaglio, compreso l’hohlraum e il pellet congelato di isotopi di idrogeno.
Questa struttura di fabbricazione presso il NIF è una “stanza pulita” in cui i ricercatori preparano il bersaglio, compreso l’hohlraum e il pellet congelato di isotopi di idrogeno.
Eppure il NIF è ancora un lavoro in corso, afferma Hammer. Dopo l’esperimento da record di febbraio, tre tentativi successivi di accensione fallirono. Nonostante tutto il loro successo, gli scienziati del NIF devono ancora dimostrare pienamente la prevedibilità e la riproducibilità dei loro esperimenti, dice. “È pur sempre un programma scientifico, non un programma di ingegneria.”
Il Comune lo ammette. C’è uno schema: fallire, perfezionare, migliorare. “Fa parte del processo”, dice. L’ultimo tentativo riuscito del NIF, il 18 novembre, ha comportato la ripetizione delle condizioni utilizzate nell’esperimento da record di febbraio ed è stato progettato in parte per stabilire una base per ulteriori esperimenti.
A lungo termine, il team spera di aumentare l’energia laser del NIF di un altro 18%, una mossa che potrebbe spingere i rendimenti della fusione nell’intervallo di 30 megajoule tra un decennio. Ciò richiederebbe il rafforzamento dell’enorme camera bersaglio con più cemento per la sicurezza.
Nel frattempo, Hammer dice di vedere già l’effetto che il successo del NIF sta avendo sulla prossima generazione di scienziati, che sono improvvisamente desiderosi di perseguire l’energia di fusione come soluzione climatica. Questa è una strada allettante anche per Kritcher.
“Questa struttura non sarà mai utilizzata per la produzione di energia, ma può aiutare a rispondere a domande rilevanti per una varietà di approcci all’energia di fusione”, afferma. “Più impariamo dal NIF, meglio è.”
- Autore: Jeff Tollefson
- Informazioni sullo scattografico: Tomáš Müller
- Fotografia: Rocco Ceselin per Natura
- Redattore di foto: Amelia Hennighausen
- Redattore artistico: Jasiek Krzysztofiak
- Sottoeditore: Joanna Beckett
- Redattore: Lauren Lupo
