Joulukuun 5. päivänä National Ignition Facilityn tutkijat saavuttivat läpimurron ydinfuusion alalla tuottamalla reaktion, jossa on energiaa. Se voisi olla askel kohti maailmaa kaukaisessa tulevaisuudessa, jossa fuusio on voimanlähde.

Viime kuussa maapalloa lähin tähti oli Kaliforniassa. Ensimmäistä kertaa laboratoriossa maailman suurimmat laserit pakottivat vetyatomit sulautumaan yhteen samanlaisessa energiaa tuottavassa reaktiossa, joka sytyttää auringon. Se kesti alle sekunnin miljardisosan. Mutta kuuden vuosikymmenen uurastuksen ja epäonnistumisen jälkeen Lawrence Livermore National Laboratory osoitti, että se voidaan tehdä. Jos fuusiosta tulee jonakin päivänä kaupallista voimaa, se olisi loputon ja hiilivapaa. Toisin sanoen se muuttaisi ihmisen kohtalon. Kuten näette, matkaa on vielä paljon. Mutta joulukuun läpimurron jälkeen meidät kutsuttiin tutustumaan laboratorioon ja tapaamaan tiimiä, joka toi tähtivoiman maan päälle.

Hallitsematon fuusio on helppoa – hallita niin kauan sitten, että elokuvat ovat mustavalkoisia. Fuusio on mitä vetypommi tekee, vapauttaen energiaa pakottamalla vetyatomit sulautumaan yhteen. Mikä on ollut mahdotonta, on Harmagedonin tulipalojen valjastaminen hyödylliseksi.

Yhdysvaltain energiaministeriön Lawrence Livermoren kansallinen laboratorio auttaa ylläpitämään ydinaseita ja kokeilemaan korkean energian fysiikkaa. Tunti San Franciscosta itään tapasimme Livermoren johtajan Kim Budilin historiaa tehneessä laboratoriossa, National Ignition Facilityssa.

Kim Budil: National Ignition Facility on maailman suurin ja energisin laser. Se rakennettiin 1990-luvulta lähtien luomaan laboratorioon olosuhteet, jotka olivat aiemmin olleet käytettävissä vain universumin äärimmäisissä kohteissa, kuten jättiläisplaneettojen tai auringon keskustassa tai ydinaseiden käytössä. Ja tavoitteena oli todella pystyä tutkimaan sellaista erittäin korkean energian ja tiheän olosuhdetta paljon yksityiskohtaisesti.

National Ignition Facility eli NIF rakennettiin 3.5 miljardilla dollarilla itseään ylläpitävän fuusion sytyttämiseksi. He yrittivät lähes 200 kertaa 13 vuoden aikana. Mutta kuten autossa, jonka akku on heikko, atomi "moottori" ei koskaan käänny.

Scott Pelley: NIF piirsi lempinimiä.

Kim Budil: Niin kävi. Useiden vuosien ajan "Not Ignition Facility", "Never Ignition Facility". Viime aikoina "Nearly Ignition Facility". Joten tämä äskettäinen tapahtuma on todella laittanut Ignitionin NIF:ään.

Sytytys tarkoittaa fuusioreaktion syttämistä, joka tuottaa enemmän energiaa kuin laserit.

Kim Budil: Joten jos saat sen tarpeeksi kuumaksi, tarpeeksi tiheäksi, tarpeeksi nopeasti ja pidät sen koossa tarpeeksi kauan, fuusioreaktiot alkavat ylläpitää itseään. Ja niin todella tapahtui täällä 5. joulukuuta.

Viime kuussa tästä valvomosta ammuttu laserlaukaus toi kaksi yksikköä energiaa kokeeseen, atomit alkoivat fuusioitua ja noin kolme yksikköä energiaa tuli ulos. Tammy Ma, joka johtaa laboratorion laserfuusiotutkimushankkeita, sai puhelun odottaessaan lentokonetta.

Tammy Ma: Ja purskahdin itkuun. Se oli vain ilon kyyneleitä. Ja itse asiassa aloin fyysisesti tärisemään ja – ja hyppäämään ylös ja alas portilla ennen kuin kaikki nousevat koneeseen. Kaikki sanoivat: "Mitä tuo hullu nainen tekee?"

Tammy Ma on hulluna suunnitteluun.

Hän osoitti meille, miksi fuusio-ongelma saisi kenenkään kyyneliin. Ensinnäkin tarvitaan energiaa, jonka laserit tuottavat näissä putkissa, jotka ovat pidempiä kuin jalkapallokenttä.

Scott Pelley: Ja kuinka monta niitä on yhteensä?

Tammy Ma: yhteensä 192 laseria.

Scott Pelley: Jokainen näistä lasereista on yksi maailman energisimmista, ja niitä on 192.

Tammy Ma: Se on aika siistiä, eikö?

No, itse asiassa melko kuuma, miljoonia asteita, minkä vuoksi he käyttävät avaimia lasereiden lukitsemiseen.

Palkit iskevät 1,000 kertaa suuremmalla teholla kuin koko kansallinen sähköverkko. Valot eivät sammu kotona, kun ne ottavat laukausta, koska kondensaattorit varastoivat sähköä. Putkissa lasersäteet vahvistuvat lyömällä edestakaisin ja salama on sekunnin murto-osa.

Tammy Ma: Meidän on päästävä näihin uskomattomiin olosuhteisiin; kuumempi, tiheämpi kuin auringon keskipiste, joten tarvitsemme kaiken tämän laserenergian päästäksemme näihin erittäin suuriin energiatiheyksiin.

Kaikki tuo ryyppy höyrystää kohteen, joka on lähes liian pieni näkemään.

Scott Pelley: Voinko pitää tämän asian?

Michael Stadermann: Ehdottomasti

Scott Pelley: Uskomatonta. Aivan mahtavaa.

Michael Stadermannin tiimi rakentaa onttoja kohdekuoret, jotka on ladattu vedyllä 430 asteen pakkasessa.

Michael Stadermann: Näiden kuorien valmistamiseen tarvittava tarkkuus on äärimmäistä. Kuoret ovat lähes täydellisen pyöreitä. Niiden karheus on sata kertaa parempi kuin peilissä.

Jos se ei olisi peiliä tasaisempi, epätäydellisyydet tekisivät atomien romahtamisesta epätasaista aiheuttaen fuusion kuohumisen.

Scott Pelley: Joten näiden on oltava niin lähellä täydellisyyttä kuin inhimillisesti mahdollista.

Michael Stadermann: Aivan oikein. Se on oikein, ja uskomme, että ne ovat täydellisimpiä esineitä, joita meillä on maan päällä.

Stadermannin laboratorio tavoittelee täydellisyyttä höyrystämällä hiiltä ja muodostamalla kuoren timantista. He rakentavat 1,500 vuodessa tehdäkseen 150:stä lähes täydellisen.

Michael Stadermann: Kaikki komponentit tuodaan yhteen mikroskoopin alle. Ja sitten kokoaja laittaa osat paikoilleen sähkömekaanisten vaiheiden avulla – siirrä ne yhteen, ja sitten levitämme liimaa hiuksen avulla.

Scott Pelley: Hiukset?

Michael Stadermann: Joo. Yleensä jotain ripsien tai vastaavaa tai kissan viiksiä.

Scott Pelley: Levitätkö liimaa kissan viiksellä?

Michael Stadermann: Aivan oikein.

Scott Pelley: Miksi sen pitää olla niin pieni?

Michael Stadermann: Laser antaa meille vain rajallisen määrän energiaa, ja isomman kapselin ajamiseen tarvitsisimme enemmän energiaa. Joten se on rajoitus laitokselle, jonka olet nähnyt, että se on erittäin suuri. Ja huolimatta suuresta koostaan, tällä voimme ajaa sillä.

Scott Pelley: Kohde voisi olla suurempi, mutta silloin laserin pitäisi olla suurempi.

Michael Stadermann: Aivan oikein.

Joulukuun 5. päivänä he käyttivät paksumpaa maalia, jotta se pysyisi muotonsa pidempään, ja he keksivät, kuinka tehostaa laserlaukausta vahingoittamatta lasereita.

Tammy Ma: Tämä on siis esimerkki maalista ennen laukausta…

Tammy Ma näytti meille ehjän maalikokoonpanon. Tuo timanttikuori, jonka näit, on tuon hopeanvärisen sylinterin sisällä.

Tämä kokoonpano menee siniseen tyhjiökammioon, joka on kolme kerrosta korkea. Sitä on vaikea nähdä täällä, koska se on täynnä lasereita ja instrumentteja.

Tätä instrumenttia he kutsuvat Danteksi, koska he kertoivat meille, että se mittaa helvetin tulta. Eräs fyysikko sanoi: "Sinun pitäisi nähdä kohde, jonka räjäytimme 5. joulukuuta."

Mikä sai meidät kysymään: "Voisimmeko?"

Scott Pelley: Oletko nähnyt tämän ennen?

Tammy Ma: Tämä on ensimmäinen kerta, kun näen sen.

Lue lisää lähteestä: Ydinfuusion läpimurto, joka voi olla askel kohti rajattomasti puhdasta energiaa kaukaisessa tulevaisuudessa – CBS News