Pe 5 decembrie, oamenii de știință de la Instalația Națională de Aprindere au atins un progres în fuziunea nucleară, producând o reacție cu un câștig de energie. Ar putea fi un pas către o lume în viitorul îndepărtat în care fuziunea este o sursă de putere.

Luna trecută, cea mai apropiată stea de Pământ a fost în California. Într-un laborator, pentru prima dată, cele mai mari lasere din lume au forțat atomii de hidrogen să fuzioneze împreună în același tip de reacție de producere a energiei care aprinde soarele. A durat mai puțin de o miliardime de secundă. Dar, după șase decenii de trudă și eșec, Laboratorul Național Lawrence Livermore a dovedit că se poate. Dacă fuziunea devine putere comercială într-o zi, ar fi nesfârșită și fără carbon. Cu alte cuvinte, ar schimba destinul uman. După cum veți vedea, mai este departe. Dar, după descoperirea din decembrie, am fost invitați să facem un tur al laboratorului și să întâlnim echipa care a adus puterea stelelor pe Pământ.

Fuziunea necontrolată este ușor de stăpânit atât de mult timp în urmă, filmele sunt în alb-negru. Fuziunea este ceea ce face o bombă cu hidrogen, eliberând energie forțând atomii de hidrogen să fuzioneze împreună. Ceea ce a fost imposibil este să valorificăm focurile Armaghedonului în ceva util.

Laboratorul Național Lawrence Livermore al Departamentului de Energie al SUA ajută la menținerea armelor nucleare și la experimente cu fizica energiilor înalte. La o oră la est de San Francisco, ne-am întâlnit cu directorul Livermore, Kim Budil, în laboratorul care a făcut istorie, National Ignition Facility.

Kim Budil: National Ignition Facility este cel mai mare și cel mai energetic laser din lume. A fost construită începând cu anii 1990, pentru a crea condiții în laborator care înainte fuseseră accesibile doar în cele mai extreme obiecte din univers, cum ar fi centrul planetelor gigantice, sau Soarele, sau în operarea armelor nucleare. Și scopul a fost să putem studia într-adevăr acest tip de condiție cu energie foarte mare și densitate mare, în multe detalii.

Instalația Națională de Aprindere, sau NIF, a fost construită pentru 3.5 miliarde de dolari pentru a aprinde fuziunea auto-susținută. Au încercat de aproape 200 de ori în 13 ani. Dar, ca o mașină cu o baterie slabă, „motorul” atomic nu s-ar întoarce niciodată.

Scott Pelley: NIF a atras câteva porecle.

Kim Budil: A fost. Timp de mulți ani, „Unitatea de nu se aprinde”, „Unitatea de a nu se aprinde niciodată”. Mai recent, „Unitatea aproape de aprindere”. Deci, acest eveniment recent a pus cu adevărat Aprinderea în NIF.

Aprinderea înseamnă aprinderea unei reacții de fuziune care eliberează mai multă energie decât laserele introduse.

Kim Budil: Așadar, dacă îl poți obține suficient de fierbinte, suficient de dens, suficient de rapid și de a-l ține împreună suficient de mult timp, reacțiile de fuziune încep să se autosusțin. Și chiar asta s-a întâmplat aici pe 5 decembrie.

Luna trecută, focul cu laser tras din această cameră de control a introdus două unități de energie în experiment, atomii au început să fuzioneze și au ieșit aproximativ trei unități de energie. Tammy Ma, care conduce inițiativele de cercetare a fuziunii laser ale laboratorului, a primit apelul în timp ce aștepta un avion.

Tammy Ma: Și am izbucnit în plâns. Au fost doar lacrimi de bucurie. Și fizic am început să tremur și... și să sar în sus și în jos, știi, la poartă înainte ca toată lumea să urce. Toată lumea spunea: „Ce face femeia aia nebună?”

Tammy Ma este nebună după inginerie.

Ea ne-a arătat de ce problema fuziunii ar face pe oricine să plângă. În primul rând, este energia necesară care este furnizată de lasere în aceste tuburi care sunt mai lungi decât un teren de fotbal.

Scott Pelley: Și câți sunt în total?

Tammy Ma: 192 de lasere în total.

Scott Pelley: Fiecare dintre aceste lasere este unul dintre cele mai energice din lume și aveți 192 dintre ele.

Tammy Ma: E destul de cool, nu?

Ei bine, destul de fierbinte de fapt, milioane de grade, de aceea folosesc chei pentru a bloca laserele.

Grinzile lovesc cu o putere de 1,000 de ori mai mare decât întreaga rețea electrică națională. Luminile tale nu se sting acasă când fac o fotografie, deoarece condensatoarele stochează electricitatea. În tuburi, fasciculele laser se amplifică alergând înainte și înapoi, iar blițul este o fracțiune de secundă.

Tammy Ma: Trebuie să ajungem în aceste condiții incredibile; mai fierbinte, mai dens decât centrul soarelui și deci avem nevoie de toată acea energie laser pentru a ajunge la aceste densități foarte mari de energie.

Toată această bătaie vaporizează o țintă aproape prea mică pentru a fi văzută.

Scott Pelley: Pot să rețin chestia asta?

Michael Stadermann: Absolut

Scott Pelley: Incredibil. Absolut uimitor.

Echipa lui Michael Stadermann construiește obuzele țintă goale care sunt încărcate cu hidrogen la 430 de grade sub zero.

Michael Stadermann: Precizia de care avem nevoie pentru a face aceste cochilii este extremă. Cojile sunt aproape perfect rotunde. Au o rugozitate de o sută de ori mai bună decât o oglindă.

Dacă nu ar fi mai netedă decât o oglindă, imperfecțiunile ar face ca implozia atomilor să fie neuniformă, provocând o fuziune.

Scott Pelley: Așa că acestea trebuie să fie cât mai aproape de perfecționare pe cât posibil uman.

Michael Stadermann: Așa este. Așa este și credem că sunt printre cele mai perfecte obiecte pe care le avem pe Pământ.

Laboratorul lui Stadermann urmărește perfecțiunea prin vaporizarea carbonului și formarea carcasei din diamant. Ei construiesc 1,500 pe an pentru a face 150 aproape perfecti.

Michael Stadermann: Toate componentele sunt reunite sub microscop în sine. Și apoi asamblatorul folosește etape electromecanice pentru a pune piesele acolo unde ar trebui să meargă – le mută împreună, apoi aplicăm lipici folosind un fir de păr.

Scott Pelley: Un păr?

Michael Stadermann: Da. De obicei, ceva ca o genă sau este similară, sau o mustață de pisică.

Scott Pelley: Aplicați lipici cu o mustață de pisică?

Michael Stadermann: Așa este.

Scott Pelley: De ce trebuie să fie atât de mic?

Michael Stadermann: Laserul ne oferă doar o cantitate finită de energie, iar pentru a conduce o capsulă mai mare am avea nevoie de mai multă energie. Deci este o constrângere a instalației pe care ați văzut-o care este foarte mare. Și în ciuda dimensiunilor sale mari, asta este ceea ce putem conduce cu el.

Scott Pelley: Ținta ar putea fi mai mare, dar atunci laserul ar trebui să fie mai mare.

Michael Stadermann: Așa este.

Pe 5 decembrie, au folosit o țintă mai groasă, astfel încât să își mențină forma mai mult timp și și-au dat seama cum să sporească puterea tragerii laser fără a deteriora laserele.

Tammy Ma: Deci acesta este un exemplu de țintă înainte de lovitură...

Tammy Ma ne-a arătat un ansamblu țintă intact. Coaja de diamant pe care ai văzut-o se află în interiorul acelui cilindru argintiu.

Acest ansamblu intră într-o cameră vid albastră, înălțime de trei etaje. Este greu de văzut aici pentru că este plin de lasere și instrumente.

Acest instrument îl numesc Dante pentru că, ne-au spus, măsoară focurile iadului. Un fizician a spus: „Ar trebui să vezi ținta pe care am atacat-o pe 5 decembrie”.

Ceea ce ne-a făcut să ne întrebăm: „Am putea?”

Scott Pelley: Ai mai văzut asta?

Tammy Ma: Este prima dată când îl văd.

Citiți mai multe la sursă: În interiorul descoperirii fuziunii nucleare, care ar putea fi un pas către o energie curată nelimitată în viitorul îndepărtat - CBS News