Naučnici replikuju zaboravljeni eksperiment opservacije deuterijumsko-tricijumske fuzije

Replikovan je značajan, ali uveliko zaboravljen fizički eksperimet: prva opservacija deuterijumsko-tricijumske (DT) fuzije.

Potcenjeni eksperiment i opservacija fizičara Artura Ruliga sa Mičigenskog univerziteta iz 1938. godine verovatno su posejali seme za fizički proces koji utiče na rad u pogledu nacionalne bezbednosti i na istraživanje nuklearne energije do današnjeg dana.

Preporučujemo

„Ruligov doprinos je bila hipoteza da se DT fuzija dešava sa visokom verovatnoćom kad su deuterijum i tricijum dovoljno blizu jedan drugom“, kaže Mark Čedvik iz Laboratorije Los Alamos. „Replikacija njegovog eksperimenta nam je pomogla da protumačimo njegov rad i bolje razumemo njegovu ulogu i, kako se pokazalo, njegove u suštini tačne zaključke. Put fizike nuklearnog goriva proistekao je iz izvanrednih posledica Ruligovog dubokog uvida“.

Reakcija DT fuzije bitna je za fuzione tehnologije – kao deo kapaciteta nuklearnog odvraćanja ili nastojanja na razvoju fuzije za civilnu energiju. DT reakcija je u centru napora za upravljenje fuzijom.

U istoriji razvoja fuzije poznata je sugestija fizičara Emila Konopinskog da bi DT fuzija, među brojnim mogućim fuzionim reakcijama, bila naročito korisna kao komponenta oružja na bazi nuklearne fisije. Konopinski je bio inspirisan predratnim istraživanjem, a Rulig i Konopinski su bili studenti Mičigenskog univeziteta, na doktorskim studijama u 1930-im.

Rulig je radio na interakcijama deuterijum-deuterijum, gađajući deuterijum snopom deuterona i izučavajući efekte gama-zraka. Deuteron je jezgro – jedan neutron i jedan proton – atoma deuterijuma. Rulig opisuje protone sa krajnje visokim energijama, zaključujući da su rezultat sekundarnih reakcija: tricijumsko-deuterijumski fuzioni neutroni rasejavaju protone.

„Uspeli smo da izvedemo, prvi put u niskoenergetskom uređaju nuklearne fizike, eksperiment DT fuzije kao sekundarnu reakciju nakon inicijalne interakcije deuterijum-deuterijum koja daje tricijum“, kažu istraživači. „Ovaj rad pomaže da se odgovori na neka intrigantna pitanja o istoriji fizike, ali takođe ima značaj u proširivanju naše sposobnosti za rad sa DT fuzijom u mnogo zahtevnijim uslovima“.

U analizi rezultata, moderni eksperiment je posmatrao sekundarne DT reakcije, iako se sugeriše da je Rulig precenio proporciju proizvodnje neutrona, proizvoda fuzije.

„Bez obzira na neslaganje Ruligove stope fuzije i našeg savremenog razumevanja, naša replikacija ne ostavlja mesta za sumnju da je bio barem kvalitativno u pravu kad je rekao da je DT fuzija krajnje moguća“, kaže Čedvik. „Ruligova slučajna opservacija DT fuzije, zajedno sa kasnijim merenjima projekta Menhetn, doprinela je miroljubivoj primeni DT fuzije u tokamacima fokusiranim na energetske projekte i u eksperimentima inercijske zatvorene fuzije“.

Iako Artur Rulig nije dobio široko priznanje za svoju inicijalnu opservaciju deuterijumsko-tricijumske fuzije, značajno je doprinosio fizici mnogo godina.

Doktorirao je u januaru 1938, a njegov ključni rad „Potraga za gama-zracima iz deuteron-deuteron reakcije“, sa opservacijom DT fuzije, objavljen je iste godine u avgustu.

(Telegraf Nauka/Phys.org)