Eksperiment sa znanstvenicima Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) otkrio je da dijamant može plutati na moru ugljika, što objašnjava misterij dijamantne kiše na ledenim divovima poput Neptuna i Urana, ali i otvara vrata trostruko većem prinosu fuzijske energije.
Fizičari su u laserskom postrojenju Omega na Sveučilištu u Rochesteru isparili vanjski sloj uzorka dijamanta i usmjerili udarni val kroz njegovu unutrašnjost. Kompresija je dosegla tlak više nego tri puta veći od onog u Zemljinoj jezgri, a temperatura je odgovarala površini Sunca — no sve je trajalo tek milijarditi dio sekunde. Uz pomoć ultrakratke tehnike X-zračne difrakcije, znanstvenici su prvi put izravno izmjerili točku taljenja dijamanta u tim ekstremnim uvjetima.
Time je riješen dvadesetogodišnji spor između fizičkih mjerenja i kvantno-mehaničkih modela koji su se razlikovali za čak 20 posto, odnosno više od 1.000 kelvina. Novi podaci potvrdili su da se eksperiment slaže s modernim kvantnim modelima, a usput su otkrili i neočekivanu pojavu: čvrsti dijamant manje je gustoće od tekućeg metalnog ugljika.
Dijamantna kiša kao pokretač energije
Ta razlika u gustoći znači da bi u dubinama ledenih divova dijamant mogao plutati na oceanu ugljika, a istovremeno padati prema jezgri planeta u obliku kiše. Trenje i toplina koju te dijamantne kapi stvaraju jedan su od glavnih pokretača viška energije koju Neptun zrači u svemir. Eksperiment je sada pružio prve čvrste podatke o tlakovima i temperaturama potrebnim za taj proces.
No praktična vrijednost istraživanja nadilazi planetarnu meteorologiju. Isti tip dijamanta koristi se kao meta u pokusima inercijalne fuzije u National Ignition Facility (NIF), također u LLNL-u. Autori su otkrili da sporiji i nježniji početni udar može postići savršeno rastaljenu dijamantnu kapsulu s manje snage nego što je dosad bila norma. Prema njihovim izračunima, to bi moglo utrostručiti količinu fuzijske energije oslobođene iz goriva u kapsuli.
Iako je to velik skok, još uvijek nije dovoljan za inženjersku ravnotežu koja bi fuziju pretvorila u elektranu. No znanstvenici ističu kako jedan eksperiment rijetko ima tako širok raspon posljedica — od definiranja draguljima posutih unutrašnjosti planeta do povećanja prinosa fuzijske energije.
Pitanje koje se nameće, a koje izvor ne postavlja, jest koliko će trebati da ovo otkriće prijeđe iz laboratorija u komercijalnu fuzijsku tehnologiju. Povijest NIF-a pokazuje da je svaki veliki iskorak u fuziji dolazio nakon godina tihe, strpljive znanosti — a ovaj rad mogao bi biti upravo takav tihi korak koji će se isplatiti tek za desetljeće ili više.
Tamo su dijamanti bezvrijedni za ljudska stvorenja. Ljudi nisu bili dovoljno pametni da se ugledaju na “ledene divove”. Ključna stvar je da ovo nije najava elektrane, nego potencijalno vrlo vrijedan korak prema većem fuzijskom dobitku. Ako se rezultat eksperimentalno potvrdi i pokaže robusnim u uvjetima NIF-a, realističan put izgleda otprilike ovako: 1–3 godine: ponavljanje i validacija eksperimenta, uključujući provjeru koliko je rezultat osjetljiv na odstupanja u izradi kapsule i obliku impulsa. 3–7 godina: integracija novog režima u veći broj NIF eksperimenata i optimizacija implozije. Ovdje bi se vidjelo ostvaruje li se doista približno trostruko povećanje energije iz goriva, a ne samo teoretski predviđeni učinak. 5–10+ godina: ako se poboljšanje pokaže pouzdanim, njegovo uključivanje u dizajn budućih inertijalno-fuzijskih sustava. To je već mnogo veći inženjerski problem od samog znanstvenog rezultata. 10–20+ godina: eventualni prijelaz prema demonstracijskom fuzijskom sustavu koji bi morao rješavati ponavljanje impulsa, proizvodnju velikog broja preciznih kapsula, lasersku učinkovitost,… Čitaj više »