2023 Priroda Deset ljudi van: Laser Fusion Ignition Žene naučnice na listi!

Danas je međunarodni vrhunski naučni časopis "Nature" (Nature) objavio godišnju listu deset najboljih naučnih ličnosti za 2023. (Nature's 10) - ova lista je osmišljena da odabere 10 u ovoj godini svim važnijim naučnim događajima mesto u likovima, njegov autoritet i Ovi zadaci su doveli do niza nevjerovatnih otkrića i napretka.
Pored vijesti koje su osvojile naslove da je ChatGPT izabran za jednog od 10 najboljih ljudi godine u Nature-u, vrijedno je napomenuti da se na listu našla i žena naučnica koja ima jaku vezu s laserskom industrijom. Ona je - lasersko fuzijsko "paljenje" - Eni Kričer (Annie Kritcher).
Annie Kritcher, fizičarka i glavna dizajnerica američkog National Ignition Facility, kaže da fuzija nije pitanje "ako", već "kada". Ona se nada da će laseri igrati ulogu: "Voljela bih biti uključena."
Glavni razlog dat Annie Kritcher na Nature's 10 listi je taj što je fizičarka pomogla NIF-u da proizvede nuklearne reakcije koje su se nekada viđale samo u hidrogenskim bombama i zvijezdama. "Ovaj fizičar je pomogao ostvariti prvi energetski dobitak."
Evo više o njoj sa Nature's liste:
Fizičarka Annie Kritcher ulazi u 2023. godinu s naletom optimizma.
Prije nekoliko sedmica pomogla je Nacionalnom postrojenju za paljenje (NIF) američkog Ministarstva energetike da postigne cilj koji laboratoriji širom svijeta nisu uspjeli postići desetljećima: pritisnuti atome tako čvrsto da se podvrgnu nuklearnoj fuziji, proizvodeći više energije od reakcija troši.
Međutim, nakon postizanja ove eksperimentalne prekretnice, poznate kao "paljenje", bio je pritisak da se to ponovi.
National Ignition Facility (NIF) vrijedan 3,5 milijardi dolara u Nacionalnoj laboratoriji Lawrence Livermore u Kaliforniji prvobitno je dizajniran da ojača nauku o nuklearnom oružju. Njegov napredak bi također mogao pomoći u razvoju nuklearne fuzije u siguran, čist i gotovo neograničen izvor energije, a uspješni eksperimenti NIF-a prošle godine iznenadili su mnoge. Eksperiment sa "paljenjem" kasnio je deceniju, a neki su počeli da brinu da je cilj jednostavno nedostižan. Kao vodeći dizajner glavnog eksperimenta fuzije, Kritcher i njen tim su odmah krenuli da dokažu da NIF može pouzdano postići paljenje.
Istraživanje visokih uloga često je teško obaviti bez uspona i padova: tim je prvi pokušaj ponovio u junu, sa lošim rezultatima. "Može da bude ludo, a ja sam pod stresom." rekao je Kritcher.
Pa, u sljedećem pokušaju su uspjeli. 30. jula, 192-laser sa snopom u postrojenju isporučio je 2,05 megadžula energije smrznutim česticama izotopa vodonika deuterijuma i tricijuma suspendovanim u zlatnom cilindru. Nastala implozija je uzrokovala da izotopi oslobađaju energiju dok su se spajali u helijum, proizvodeći temperature šest puta toplije od jezgre Sunca. Ove reakcije proizvele su rekordnih 3,88 megadžula fuzijske energije.
Potrebni su i drugi objekti za proizvodnju dovoljno energije fuzije tokom dužeg vremenskog perioda, posebno tokamak reaktori, koji koriste moćna magnetna polja za ograničavanje fuzijskih reakcija. Ovu tehnologiju je razvio ITER projekat vredan 22 milijarde dolara, međunarodna saradnja. Međutim, do NIF-ovog dostignuća, nijedna laboratorija nikada nije proizvela reakciju fuzije sa kapacitetom koji je premašio njegovu potrošnju (tj. "neto dobit").
Kričer i njen tim su pratili svoj uspeh u julu sa još dva pokušaja paljenja u oktobru, uspevši u četiri od šest pokušaja. Pripremaju se za veći kapacitet "neto dobitka" sljedeće godine. U tom procesu, naučnici NIF-a otvorili su vrata istraživanju i pomogli da podstakne talas optimizma o budućnosti fuzijske energije.
NIF je dizajniran da pomogne vladinim naučnicima da osiguraju sigurnost i pouzdanost američkog nuklearnog arsenala bez potrebe za probnim eksplozijama, ali to nije ono što je u početku privuklo Kritchera u laboratoriju. počela je da istražuje fuzijsku energiju tokom letnjeg stažiranja u Livermoru 2004. godine, i brzo se usredsredila na NIF kao jedno od retkih mesta na svetu gde se proučavaju fuzione reakcije, pre nego što je započela postdiplomske studije. jedno od rijetkih mjesta na planeti koje proučava fuzijske reakcije.
Pridružila se NIF-u 2012. i postala vodeći dizajner 2016. Od tada je vodila tim koji analizira eksperimentalne podatke i koristi kompjuterske modele za dizajniranje eksperimenata usmjerenih na postizanje i povećanje prinosa fuzije prilagođavanjem parametara kao što su veličina i konfiguracija meta. te energija i vrijeme različitih laserskih zraka. Kada njen tim završi dizajn, laboratorijski eksperimentalni tim preuzima ispaljivanje lasera i prikupljanje podataka.
Roger Falcone, fizičar sa Univerziteta u Kaliforniji, Berkeley, kaže: "Anne je odličan student koji se posvećuje svom poslu." Počeo je da radi sa Kritcher kada je ona bila postdiplomski student i nastavio kroz njen rani rad u NIF-u. Za to vrijeme, rekao je, pokazala je svoju snagu u dizajniranju laserskih eksperimenata dizajniranih da testiraju kako se materijali ponašaju kada se komprimiraju na ekstremne temperature i pritiske.
Te vještine stavile su Kritchera u srce programa fuzije 2016. U to vrijeme, energetski prinosi iz eksperimenata fuzije stagnirali su, a glavni naučnik NIF-a Omar Hurricane želio je otvoriti novi trag. I Kritcher je istupio sa idejama za koje Hurricane kaže: "Ona je bila sve uključena." Odatle je postala jedan od vodećih dizajnera za NIF.
Kritcher i njen tim proveli su narednih nekoliko godina analizirajući podatke i prilagođavajući dizajn rezultata NIF-ovih velikih eksperimenata. Pored raznih promjena na meti, uspjeli su iskoristiti poboljšanja kako bi povećali ukupnu lasersku energiju na raspolaganju. Kao rezultat toga, uspješno su postigli fuziju sa sve većom regularnošću.
Sa formalnom metom za paljenje na mjestu, Kritcher je počeo raditi na novoj seriji eksperimenata usmjerenih na ponovno povećanje prinosa unosom više laserske energije u deblju ciljnu kapsulu. Ovo bi moglo predstavljati još jedan korak naprijed u NIF-ovom cilju postizanja prinosa u desetinama teradžula i dalje.
Dugoročno, ona vjeruje da će uz neke nadogradnje postrojenje moći ispuniti svoje ciljeve i povećati prinose za red veličine, što će omogućiti naučnicima da počnu raditi na prototipu laserskog fuzionog energetskog reaktora. Nije pitanje "da li" će fuzijska energija doći, rekla je, već "kada" i nada se da će laser raditi.
"Mislim da je to odlična mogućnost", rekla je, "i voljela bih da budem uključena."