Lazer Isıtmalı Nanotellerle Mikro Ölçekli Nükleer Füzyon
Fotoğraf : Colorado State Üniversitesi’nde mikro ölçekli füzyon deneyinde kullanılan hedef oda (ön) ve ultra yüksek yoğunluklu lazer (arka).
Nötronların üretiminde rekor verimlilik.
Nükleer füzyon-güneşe güç veren süreç- daha ağır elementleri üreten hafif elementler arasında nükleer reaksiyonlar olduğu zaman gerçekleşmektedir. Ayrıca Colorado State Üniversitesi’nde bir laboratuvarda da – daha küçük ölçekte- gerçekleşmekte.
Düzenli nanotellerin dizilerini ısıtmak için kompakt ama güçlü bir lazer kullanan CSU bilim adamları ve ortakları laboratuarda mikro ölçekli nükleer füzyonu tanıttılar. Nötronların – füzyon sürecinden kaynaklanan yüksüz alt atomik parçacıklar- üretimi için rekor verimliliğe ulaştılar. Çalışmaları Nature Communications’da yayınlanan bir makalede detaylandırıldı ve elektrik ve bilgisayar mühendisliği ve fizik alanlarında profesör olan Jorge Rocca tarafından yönetilmektedir. Makalenin ilk yazarı CSU lisans öğrencisi olan Alden Curtis’tir.
Lazerle çalışan kontrollü füzyon deneyleri tipik olarak stadyum büyüklüğünde binalarda bulunan yüzlerce milyon dolarlık lazerlerde yapılır. Bu tür deneyler genellikle temiz enerji uygulamaları için füzyon harmanlamaya yöneliktir.
Buna karşılık, Rocca’nın öğrenciler, araştırmacı bilim adamları ve ortakları ekibi, sıfırdan inşa ettikleri ultra hızlı, yüksek güçte bir masaüstü lazerle çalışıyorlar. Görünmez telleri hedef alarak ışınlamak için hızlı, darbeli lazeri kullanıyorlar ve anında güneşin içindekilere yakın koşullarda son derece sıcak, yoğun plazmalar oluşturuyorlar. Bu plazmalar helyum ve enerjik nötron parıldamaları yayan füzyon reaksiyonlarını başlatıyor.
Nature Communications deneyinde, ekip lazer enerjisi birimi başına rekor sayıda nötron üretti – aynı malzemeden geleneksel hedefleri kullanan deneylerden yaklaşık 500 kat daha iyi. Lazerin hedefi, döteryumlanmış polietilen adı verilen bir malzemeden yapılmış bir dizi nano teldi. Malzeme yaygın olarak kullanılan polietilen plastiğe benzer, ancak ortak hidrojen atomları daha ağır bir hidrojen atomu olan döteryum ile ikame ediliyor.
Çalışmalar, Düsseldorf Üniversitesi (Almanya) ve CSU’da yoğun bilgisayar simülasyonları ile desteklendi.
Füzyon nötronlarının verimli bir şekilde küçük bir ölçekte yapılması nötron bazlı görüntülemede ve nötron problarının materyallerinin yapısı ve özellikleri hakkındaki ilerlemelere öncülük edebilir. Sonuçlar aynı zamanda ultra yoğun lazer ışığının madde ile etkileşimlerini anlamada da katkıda bulunuyor.
Kaynak : sciencedaily.com
