Lasery bleskurychle rozpálí hmotu víc, než je teplota uvnitř Slunce  
Přinejmenším teoreticky. Nově navržený postup vychází z materiálu tvořeného specifickou kombinací iontů a slibuje 10 milionů stupňů Celsia za 20 kvadriliontin sekundy.

 

Lasery ohřejí hmotu na víc, než je ve středu Slunce. Kredit: Imperial College London.
Lasery ohřejí hmotu na víc, než je ve středu Slunce. Kredit: Imperial College London.

Jestli někdo potřebuje ohřát materiál na teplotu vyšší, než je v samotném středu Slunce, za pouhých 20 kvadriliontin sekundy, měl by zbystřit. Právě tohle totiž umožňuje nový mechanismus, který v časopisu Nature Communications publikovali teoretičtí fyzici z Královské univerzity v Londýně. Extrémně rychlá procedura by měla zajistit rozžhavení hmoty na 10 milionů stupňů Celsia za dobu mnohem kratší, než miliontou miliontinu sekundy.

Arthur Turrell. Kredit: Imperial College London.
Arthur Turrell. Kredit: Imperial College London.


Něco takového se objevilo poprvé, a těmi, komu by se to mohlo hodit, jsou bezesporu vědci vyvíjející technologii termojaderné fúze. Právě oni chtějí napodobit Slunce na Zemi a získat tím křišťálově čistou energii. Pokud by někdo podle návrhu Arthura Turrella a jeho spolupracovníků doopravdy dokázal tak rychle zahřát hmotu na takovou teplotu, tak by byl asi tak stokrát rychlejší, než dnešní fúzní experimenty, které běží na extrémně energetickém laserovém systému světa v kalifornských laboratořích Lawrence Livermore National Laboratory.

Vědci se snaží žhavit hmotu lasery při vývoji termojaderné fúze už dlouhé roky, stále to ale není úplně ono. Když lasery ohřívají většinu materiálů, tak energie laserového paprsku nejprve rozpálí elektrony. Od těchto elektronů se rozžhaví ionty a tím se ohřeje celý materiál zasažený laserovým paprskem. Tento proces je pochopitelně o něco pomalejší, než kdyby se ihned rozžhavily ionty. Když ale Turrell a spol. vystřelili paprsek vysokoenergetického laseru na jistý typ materiálu, tak se stalo něco zvláštního. Po zásahu laserem se vytvořila elektrostatická rázová vlna (electrostatic shockwave), a ta kupodivu hned rozžhavila ionty dotyčného materiálu.

Imperial College Science & Technology London. Kredit: Vinceesq / Wikimedia Commons.
Imperial College Science & Technology London. Kredit: Vinceesq / Wikimedia Commons.


Podle Turrella a spol. to bylo úplně nečekané. Jako elektrostatický blesk z čistého nebe. Právě přesné a pohotové zacílené energie nesmírně výkonných laserů je prý jedním z nepříjemných problémů vývoje technologie jaderné fúze. Metodou navrženou Turrellovým týmem lze rozpálit ionty ďábelsky rychle.

Imperial College London
Imperial College London


Elektrostatické rázové vlny vyvolané laserem dobře známe už z dřívějška. Zatím ale ionty jenom odpalovaly pryč a neohřívaly je. Turrell a spol. použili sofistikované modelování na superpočítači a vypátrali, že když vytvoří materiál obsahující jistou kombinaci iontů, tak elektrostatická rázová vlny tyhle ionty odpálí různou rychlostí. Při tom se projeví tření, které prakticky ihned rozžhaví ionty, z nichž se materiál skládá. Badatelé také zjistili, že efekt tření bude nejsilnější v pevných materiálech, které obsahují dva určité typy iontů – například v některých plastech.

Podle Turrellova kolegy Marka Sherlocka v takovém případě fungují zmíněné dva typy iontů jako zápalka a škrtátko. Nestačí mít zápalky ani škrtátko zvlášť, k zapálení ohně je třeba mít obojí. Turrell a spol. si namodelovali takový materiál, v němž byly ionty natěsnány desetkrát hustěji, než bývá obvyklé. Teoretický efekt tření pak byl skutečně citelný. Pokud se tento postup povede uskutečnit, a to by se mohlo stát v celé řadě výzkumných institucích s výkonnými lasery, tak by to bylo nejrychlejší známé ohřátí hmoty ve větším počtu částic v laboratorních podmínkách. Srážeče částic, jako třeba LHC v CERNu jsou sice v ohřívání hmoty rychlejší, umějí to ale jenom s jednotlivými částicemi.



Video:  ELN - Laser quest for fusion power


 

Set the controls for the heart of the Sun at the Royal Society Summer Science Exhibition 2014



Literatura
Imperial College London 13. 11. 2015, Nature Communications 13. 11. 2015.

Datum: 17.11.2015
Tisk článku

Fyzika v kostce pro SŠ - Lank Vladimír
 
 
cena původní: 229 Kč
cena: 195 Kč
Fyzika v kostce pro SŠ
Lank Vladimír
Související články:

Zařízení NIF odpálilo rekordní 500-terawattový zášleh laseru     Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2012)
Fúzní palivo poprvé vydalo víc energie, než pohltilo!     Autor: Stanislav Mihulka (13.02.2014)
Japonci úspěšně vypálili z nejvýkonnějšího laseru světa     Autor: Stanislav Mihulka (31.07.2015)



Diskuze:

materiál

Milan Krnic,2015-11-17 18:29:08

Děkuji za článek.
Šlo by, prosím, napsat konkrétněji, co znamená materiál 10x hustější, než obvykle?

Odpovědět

To bych rád viděl ty plasty s ionty

Josef Hrncirik,2015-11-17 18:12:30

Určitě už militanti propálili lasery mnoho kg deuteridu lithia (LiD)ev. i s LiT, který má různě těžké ionty a termonukleární výbuch furt nikde?
Kde tedy udělali soudruzi chybu že plast se jen ohýbá a nedetonuje?

Odpovědět


Re: To bych rád viděl ty plasty s ionty

Milan Krnic,2015-11-17 18:37:14

Ti možná raději střílí do organické hmoty, a tam je hustota relativní pojem. Mě třeba přijde dost hustá mořská okurka.

Odpovědět


Militanti tvrdí, že imploze musí být takřka dokonale kulově symetrická.

Josef Hrncirik,2015-11-18 19:25:05

Samotná SYNCHRONIZACE a zaostření 64 laserů to prý nezapálí.
Potřebná symetrie a synchon vznikne až mnohanásobnými odrazy paprsků X vzniklých synchronizovaným a fokusovaným dopadem laseru okénky do Au duté koule (hohlraumu), krerá se pochopitelně vypaří.
Nemají to militanti lehké, ani plasty s ionty jim nepomohou.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace