A kaliforniai Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium tudósainak már tavaly ősszel nyilvánosságra hozott sikeres kísérleteiről most jelent meg tanulmány a Nature című tudományos folyóiratban.

"Először fordult elő, hogy bárhol is több energiát nyertünk ebből a fűtőanyagból, mint amennyit belefektettünk" – írta a kísérletek jelentőségét hangsúlyozva Omar Hurricane, a tudóscsoport vezetője. Hozzátette, "ez egészen egyedülálló és sokunk szerint jelentős fordulópontot jelent".

A kutató szerint ugyanakkor rengeteg munkára van még ahhoz szükség, hogy a kísérlettől eljussanak a fúzió önfenntartó energiaforrássá válásához. Kijelentette, hogy nem sikerült a fúziós erőművek működtetéséhez szükséges begyulladást előidézniük, és nem kívánt találgatásokba bocsátkozni azzal kapcsolatban, hogy ezt mikorra tudják elérni.

A kísérletet a 2009-ben 3,5 milliárd dolláros költségvetésből megépült National Ignition Facilityben (NIF) hajtották végre. A kutatók 192 lézernyalábbal vettek célba egy fúziós fűtőanyaggal (deutérium- és a tríciumplazmával) megtöltött, mintegy 2 milliméteres kapszulát, amelyet egy hajszálvékony fagyott réteggel béleltek ki.

Az igen magas hőmérsékleten a hidrogénizotópok magjai fuzionáltak, neutront, alfa-részecskét és energiát kibocsátva. A Nature folyóiratban leírt, szeptemberben, illetve novemberben elvégzett kísérletek során a fúziós üzemanyag több energiát adott le, mint amennyit abba bevittek, igaz, ez kevesebb volt annál, mint amennyit a lézerek a célra sugároztak.

Annak köszönhetően, hogy a lézersugarak erejét megduplázták, a deutérium és a trícium fúziója stabilabbnak bizonyult, mint a korábbi kísérletek során. A tavaly májusban elkezdődött kísérletsorozat közben a fúziós energiahozamot a tízszeresére növelték.

Az egyik kísérlet során sikerült a fúzió begyújtásához szükséges, úgynevezett Lawson-kritériumok több mint felét teljesíteni – igaz, a begyújtáshoz szükséges energiaszintnek csak a századrészét érték el.

A fosszilis üzemanyagokkal és a nukleáris erőművekkel szemben a fúzió üvegházgázok és radioaktív hulladék nélküli, korlátlan és olcsó energia forrása lehet. A magfúzióban két kisebb atommag egyesül egy nagyobbá. Ha a reakcióban részt vevő elemek könnyebbek a vasnál, akkor a folyamat óriási energia-felszabadulással jár, ellenkező esetben energiát kell befektetni.

A Nap is – akárcsak a többi csillag – fúzió segítségével működik: hidrogénatomjai egyesülnek, aminek eredményeként héliumatommagok keletkeznek, hatalmas energia szabadul fel. A fúziós rendszer gyökeresen eltér a hagyományos atomerőművektől, amelyek a maghasadás elve alapján működnek.

Szakemberek a NIF által bejelentett sikert az utóbbi évek legjelentősebb érdemi eredményének tekintik a magfúziós kutatásokban, amely megadhatja a végső lökést az önfenntartó fúzió beindításához. Ez akkor valósul majd meg, ha a folyamat során legalább annyi energia szabadul fel, mint a lézernyalábok által szolgáltatott energia.