Научниците од Националната лабораторија Лоренс Ливермор (LLNL) постигнаа фузија палење и енергија рентабилност. На 5th Декември 2022 година, истражувачкиот тим спроведе експеримент со контролирана фузија користејќи ласери кога 192 ласерски зраци испорачаа повеќе од 2 милиони џули на УВ енергија до мала пелета гориво во криогената целна комора и постигнаа енергетска рамнотежа, што значи дека експериментот со фузија произведе повеќе енергија од обезбедени од ласерот за да го вози. Овој пробив беше постигнат за прв пат во историјата по децении напорна работа. Ова е пресвртница во науката и има значајни импликации за перспективата за чиста енергија од фузија во иднина кон економијата на нето-нула јаглерод, за борба против климатските промени и за одржување на нуклеарното одвраќање без прибегнување кон нуклеарни тестирања кон националната одбрана. Претходно, на 8thАвгуст 2021 година, истражувачкиот тим го достигна прагот на палење со фузија. Експериментот произведе повеќе енергија од кој било друг претходен експеримент за фузија, но енергетскиот прекин не беше постигнат. Најновиот експеримент спроведен на 5th Декември 2022 година го постигна подвигот на енергетскиот прекин, обезбедувајќи доказ за концептот дека контролираната нуклеарна фузија може да се искористи за да се задоволат енергетските потреби, иако практичната комерцијална примена на енергијата на фузија може сè уште да биде многу далечна.
Нуклеарна реакциите даваат големи количини на енергија еквивалентна на количината на изгубена маса, според равенката за симетрија маса-енергија E=MC2 на Ајнштајн. Реакциите на фисија кои вклучуваат распаѓање на јадра на нуклеарно гориво (радиоактивни елементи како што е ураниум-235) моментално се користат во нуклеарните реактори за производство на енергија. Сепак, реакторите базирани на нуклеарна фисија имаат високи човечки и еколошки ризици, како што е очигледно во случајот со Чернобил, и се познати по генерирањето на опасен радиоактивен отпад со многу долг полуживот што е исклучително тешко да се фрли.
Во природата, ѕвездите како нашето сонце, нуклеарна фузија што вклучува спојување на помали јадра на водород е механизмот за создавање енергија. Нуклеарната фузија, за разлика од нуклеарната фисија, бара исклучително висока температура и притисок за да се овозможи спојување на јадрата. Ова барање за екстремно висока температура и притисок е исполнето во јадрото на сонцето каде што фузијата на водородните јадра е клучниот механизам за создавање енергија, но повторното создавање на овие екстремни услови на земјата досега не беше возможно во контролирана лабораториска состојба и како резултат на тоа, Реакторите за нуклеарна фузија сè уште не се реалност. (Неконтролираната термонуклеарна фузија при екстремна температура и притисок создадена со активирање на уредот за фисија е принципот зад водородното оружје).
Артур Едингтон прв предложи, уште во 1926 година, дека ѕвездите ја црпат својата енергија од фузија на водород во хелиум. Првата директна демонстрација на нуклеарна фузија беше во лабораторија во 1934 година, кога Радерфорд ја покажа фузијата на деутериум во хелиум и забележа дека „се создаде огромен ефект“ за време на процесот. Со оглед на неговиот огромен потенцијал да обезбеди неограничена чиста енергија, имаше заеднички напори од страна на научниците и инженерите ширум светот да се реплицира нуклеарната фузија на Земјата, но тоа беше тешка задача.
При екстремни температури, електроните се одвојуваат од јадрата и атомите стануваат јонизиран гас кој се состои од позитивни јадра и негативни електрони, она што ние го нарекуваме плазма, која е еден милионити пати помалку густа од воздухот. Ова прави фузија многу слаба средина. За да се случи нуклеарна фузија во таква средина (која може да даде значителна количина на енергија), треба да се исполнат три услови; треба да има многу висока температура (која може да предизвика високоенергетски судири), треба да има доволна густина на плазмата (за да се зголеми веројатноста за судири) и плазмата (која има склоност да се шири) треба да биде ограничена доволно време за да овозможи фузија. Ова го прави развојот на инфраструктурата и технологијата за задржување и контрола на топла плазма клучен фокус. За справување со плазмата може да се користат силни магнетни полиња како во случајот со Токамак од ИТЕР. Инерцијалното ограничување на плазмата е уште еден друг пристап во кој капсулите исполнети со тешки водородни изотопи се имплодираат со користење на високоенергетски ласерски зраци.
Студии за фузија спроведени на Лоренс Националната лабораторија Ливермор (LLNL) на NIF користеше техники на имплозија управувани со ласер (инерцијално затворање фузија). Во основа, капсулите со големина од милиметри исполнети со деутериум и тритиум беа уништени со ласери со висока моќност кои генерираат рендгенски зраци. Капсулата се загрева и се претвора во плазма. Плазмата се забрзува навнатре создавајќи екстремни услови на притисок и температура кога горивата во капсулата (атомите на деутериум и тритиум) се спојуваат, ослободувајќи енергија и неколку честички, вклучително и алфа честички. Ослободените честички стапуваат во интеракција со околната плазма и дополнително ја загреваат што доведува до повеќе реакции на фузија и ослободување на повеќе „енергија и честички“, со што се поставува самоодржлив синџир на реакции на фузија (наречен „палење со фузија“).
Истражувачката заедница за фузија веќе неколку децении се обидува да постигне „палење со фузија“; самоодржлива реакција на фузија. На 8th Август 2021 година, тимот на Лоренс Лабораторија дојде на прагот на „палење со фузија“ што го постигнаа на 5th Декември 2022. На овој ден, контролираното палење со фузија на Земјата стана реалност - постигната пресвртница во науката!
***
