2023 Nature Ten People Out: Oameni de știință de sex feminin cu aprindere prin fuziune cu laser pe listă!

Astăzi, revista științifică internațională de top „Nature” (Nature) a anunțat lista anuală 2023 cu primele zece figuri științifice (cele 10 ale Naturii) - această listă este concepută pentru a selecta 10 în acest an, toate evenimentele științifice majore au un loc în personaje, autoritatea sa și Aceste sarcini au dus la o serie de descoperiri și progrese uimitoare.
Pe lângă știrile care captează titlul că ChatGPT a fost selectat drept unul dintre Top 10 oameni ai anului de la Nature, merită remarcat faptul că o femeie de știință cu o conexiune puternică cu industria laserului s-a clasat și ea pe listă. Ea este - "aprindere" prin fuziune cu laser - Annie Kritcher (Annie Kritcher).
Annie Kritcher, un fizician și proiectant șef al US National Ignition Facility, spune că fuziunea nu este o chestiune de „dacă”, ci „când”. Ea speră că laserele vor juca un rol: „Mi-ar plăcea să mă implic”.
Motivul central dat lui Annie Kritcher în lista Nature's 10 este că fizicianul a ajutat NIF să producă reacții nucleare văzute cândva doar în bombele cu hidrogen și stele. „Acest fizician a ajutat la realizarea primului câștig de energie”.
Iată mai multe despre ea din lista Nature:
Fizicianul Annie Kritcher intră în anul 2023 cu un val de optimism.
Cu câteva săptămâni în urmă, ea a ajutat Instituția Națională de Aprindere (NIF) a Departamentului Energiei din SUA să atingă un obiectiv pe care laboratoarele din întreaga lume nu-l ating de zeci de ani: strânge atomii împreună atât de strâns încât sunt supuși fuziunii nucleare, producând mai multă energie decât reacția consumă.
Cu toate acestea, după ce s-a atins această piatră de hotar experimentală, cunoscută sub numele de „aprindere”, s-a pus presiune pentru a o face din nou.
Instalația Națională de Aprindere (NIF) de 3,5 miliarde de dolari de la Laboratorul Național Lawrence Livermore din California a fost concepută inițial pentru a consolida știința armelor nucleare. Progresul său ar putea ajuta, de asemenea, la dezvoltarea fuziunii nucleare într-o sursă de energie sigură, curată și practic nelimitată, iar experimentele de succes ale NIF de anul trecut i-au luat pe mulți prin surprindere. Experimentul de „aprindere” a fost cu un deceniu în întârziere, iar unii au început să-și facă griji că obiectivul nu este atins. În calitate de proiectant principal al experimentului principal de fuziune, Kritcher și echipa ei și-au propus imediat să demonstreze că NIF ar putea obține în mod fiabil aprinderea.
Cercetările cu mize mari sunt adesea greu de făcut fără suișuri și coborâșuri: echipa a făcut prima încercare repetată în iunie, cu rezultate slabe. „Poate deveni nebun și mă stresez”. spuse Kritcher.
Ei bine, la următoarea încercare au reușit. Pe 30 iulie, raza laser 192-a instalației a livrat 2,05 megajouli de energie particulelor înghețate ale izotopilor de hidrogen deuteriu și tritiu suspendate într-un cilindru de aur. Implozia rezultată a făcut ca izotopii să elibereze energie pe măsură ce s-au fuzionat în heliu, producând temperaturi de șase ori mai calde decât nucleul soarelui. Aceste reacții au produs un record de 3,88 megajouli de energie de fuziune.
Sunt necesare alte instalații pentru a produce suficientă energie de fuziune pe o perioadă mai lungă de timp, în special reactoarele tokamak, care folosesc câmpuri magnetice puternice pentru a limita reacțiile de fuziune. Această tehnologie a fost dezvoltată de proiectul ITER de 22 de miliarde de dolari, o colaborare internațională. Cu toate acestea, până la realizarea NIF, niciun laborator nu a produs vreodată o reacție de fuziune cu o capacitate care să-și depășească consumul (adică un „câștig net”).
Kritcher și echipa ei și-au continuat succesul în iulie cu încă două încercări de aprindere în octombrie, reușind în patru din șase încercări. Ei se pregătesc pentru o capacitate mai mare de „câștig net” anul viitor. În acest proces, oamenii de știință NIF au deschis ușa cercetării și au contribuit la alimentarea unui val de optimism cu privire la viitorul energiei de fuziune.
NIF este conceput pentru a ajuta oamenii de știință guvernamentali să asigure siguranța și fiabilitatea arsenalului nuclear american fără a fi nevoie de explozii de testare, dar nu asta l-a atras inițial pe Kritcher în laborator. ea a început să cerceteze energia de fuziune în timpul unui stagiu de vară la Livermore în 2004 și și-a pus rapid ochii pe NIF ca fiind unul dintre puținele locuri de pe pământ unde reacțiile de fuziune sunt studiate, înainte de a-și începe studiile postuniversitare. unul dintre puținele locuri de pe planetă pentru a studia reacțiile de fuziune.
S-a alăturat NIF în 2012 și a devenit designer principal în 2016. De atunci, ea a condus o echipă care analizează date experimentale și utilizează modele computerizate pentru a proiecta experimente care vizează obținerea și creșterea randamentelor de fuziune prin ajustarea unor parametri precum dimensiunea și configurația țintelor. și energia și sincronizarea diferitelor fascicule laser. Odată ce echipa ei finalizează proiectarea, echipa experimentală a laboratorului preia tragerea laserelor și colectarea datelor.
Roger Falcone, un fizician la Universitatea din California, Berkeley, spune: „Anne este o studentă excelentă care se dedică muncii ei”. El a început să lucreze cu Kritcher când era studentă absolventă și și-a continuat munca timpurie la NIF. În acel timp, a spus el, ea și-a demonstrat priceperea în proiectarea experimentelor cu laser menite să testeze modul în care se comportă materialele atunci când sunt comprimate la temperaturi și presiuni extreme.
Aceste abilități l-au pus pe Kritcher în centrul programului de fuziune în 2016. La acea vreme, randamentele energetice din experimentele de fuziune stagnaseră, iar cercetătorul șef al NIF, Omar Hurricane, dorea să deschidă o nouă cale. Și Kritcher a făcut un pas înainte cu idei despre care Hurricane spune: „Ea a fost completă”. De acolo, ea a devenit unul dintre designerii principali pentru NIF.
Kritcher și echipa ei și-au petrecut următorii câțiva ani analizând datele și făcând ajustări de proiectare la rezultatele experimentelor majore ale NIF. Pe lângă faptul că au făcut diverse modificări la țintă, aceștia au putut utiliza îmbunătățirile pentru a crește energia totală a laserului disponibilă. Drept urmare, au realizat cu succes fuziunea cu o regularitate tot mai mare.
Cu o țintă oficială de aprindere, Kritcher a început să lucreze la o nouă serie de experimente menite să mărească din nou randamentul prin alimentarea cu mai multă energie laser într-o capsulă țintă mai groasă. Acest lucru ar putea reprezenta un alt pas înainte în obiectivul NIF de a obține randamente în zeci de terajouli și nu numai.
Pe termen lung, ea crede că, cu unele îmbunătățiri, instalația își va putea îndeplini obiectivele și va crește randamentele cu un ordin de mărime, ceea ce va permite oamenilor de știință să înceapă să lucreze la un prototip de reactor cu energie de fuziune cu laser. Nu este vorba despre „dacă” energia de fuziune va veni, a spus ea, ci „când” și speră că laserul va funcționa.
„Cred că este o posibilitate grozavă”, a spus ea, „și mi-ar plăcea să mă implic”.