国家点火施設核融合点火直前

National Ignition Facilityのプリアンプは、レーザービームがターゲットチャンバーに向かって進むとエネルギーを増加させる最初のステップです。 クレジット: Damien Jemison/LLNL

8月に行われた実験は、1.3メガジュール以上の記録的な収率を達成しました。

数十年にわたる慣性監禁核融合研究の最後に、8月にローレンス・リバーモア国立研究所（LLNL）国立点火施設（NIF）で行われた実験で、実験室で初めて核融合反応で1.3メガジュール（MJ）以上の記録的な収率を達成しました。 この結果は、2021年春に実施した実験より8倍、NIFの2018年記録的な収穫量より25倍増加した結果を示しています（図1）。

NIFは、数十億分の1秒で鉛筆消しゴムサイズのターゲットに192の強力なレーザービームを正確に導き、増幅、反射、焦点を合わせます。 NIFは、1億8000万F以上の目標温度と1000億億大気の圧力を生成します。 これらの極端な条件により、ターゲットの水素原子は制御された熱核反応で融合してエネルギーを放出します。

図1.この画像は、2011年から現在までの核融合収率（メガジュール）を示しています。 クレジット: LLNL

LLNL物理学者のDebbie Callahanは、63で開催された本会議でこの成果について議論します。^rd プラズマ物理学のAPS部門の年次会議。 この成果についてはかなりの報道がありましたが、この講演は、これらの結果と科学会議の環境で進む道を扱う最初の機会になります。

この大きな収率を達成することは慣性拘束核融合研究の長期的な目標であり、研究者は世界で最も大きく最もエネルギーの高いレーザーであるNIFの重要な目標である核融合点火の限界に置かれます。

核融合研究コミュニティは点火について多くの技術的定義を使用していますが、NIFの1997年のレビューでは、米国国立科学院は「単一より大きな利得」の定義を採用しました。 この実験は、伝達されたレーザーエネルギーの約3分の2に相当する核融合収率を生成し、その目標に非常に近かった。

新しい診断を含むNIFチームが過去数年間に開発したいくつかの進歩に基づいた実験です。 カプセルシェル、充填チューブ、およびホラウム（目標カプセルを固定する金シリンダー）のターゲット製造の改善。 改善されたレーザー精度; 耐波および耐波圧縮と組み合わせたエネルギーを増加させるための設計変更。

この進歩は、研究のための新しい道と着火への近さを理解するために使用されるベンチマークモデリングの機会を通じて、新しい実験システムへのオープンアクセスを提供します。

会議：プラズマ物理学のAPS分科の第63回年次会議

AR01.00001：NIF（National Ignition Facility）レーザーで燃焼プラズマを達成