Shkencëtarët në Laboratorin Kombëtar Lawrence Livermore (LLNL) kanë arritur bashkim ndezjen dhe energji i barabartë. Më 5th Dhjetor 2022, ekipi hulumtues kreu eksperimentin e fuzionit të kontrolluar duke përdorur lazer, kur 192 rreze lazer shpërndanë më shumë se 2 milion xhaul energji UV në një pelet të vogël karburanti në dhomën e synuar kriogjenike dhe arritën pikën e kthimit të energjisë, që do të thotë se eksperimenti i shkrirjes prodhoi më shumë energji sesa siguruar nga lazeri për ta drejtuar atë. Ky zbulim u arrit për herë të parë në histori pas dekadave të punës së palodhur. Ky është një moment historik në shkencë dhe ka implikime të rëndësishme për perspektivën e energjisë së pastër të shkrirjes në të ardhmen drejt ekonomisë së karbonit neto zero, për luftimin e ndryshimeve klimatike dhe për ruajtjen e parandalimit bërthamor pa përdorur testimin bërthamor drejt mbrojtjes kombëtare. Më herët, më 8thGusht 2021, ekipi hulumtues kishte arritur në pragun e ndezjes së shkrirjes. Eksperimenti kishte prodhuar më shumë energji se çdo eksperiment tjetër i mëparshëm i shkrirjes, por kthimi i energjisë nuk u arrit. Eksperimenti i fundit i kryer më 5th Dhjetori i vitit 2022 ka përmbushur arritjen e ndarjes së energjisë, duke siguruar kështu prova të konceptit që shkrirja bërthamore e kontrolluar mund të shfrytëzohet për të përmbushur nevojat për energji, megjithëse aplikimi praktik komercial i energjisë së shkrirjes mund të jetë ende shumë i largët.
Bërthamor reaksionet japin sasi të mëdha energjie ekuivalente me sasinë e masës së humbur, sipas ekuacionit të simetrisë masë-energji E=MC2 të Ajnshtajnit. Reaksionet e ndarjes që përfshijnë ndarjen e bërthamave të karburantit bërthamor (elementë radioaktivë si uraniumi-235) përdoren aktualisht në reaktorët bërthamorë për prodhimin e energjisë. Megjithatë, reaktorët e bazuar në ndarjen bërthamore kanë rreziqe të larta njerëzore dhe mjedisore, siç është evidente në rastin e Çernobilit, dhe janë të njohur për gjenerimin e mbetjeve të rrezikshme radioaktive me gjysmë jetë shumë të gjatë që janë jashtëzakonisht të vështira për t'u asgjësuar.
Në natyrë, yjet si dielli ynë, fuzioni bërthamor që përfshin bashkimin e bërthamave më të vogla të hidrogjenit është mekanizmi i gjenerimit të energjisë. Shkrirja bërthamore, ndryshe nga ndarja bërthamore, kërkon temperaturë dhe presion jashtëzakonisht të lartë për të mundësuar bashkimin e bërthamave. Kjo kërkesë për temperaturë dhe presion jashtëzakonisht të lartë plotësohet në thelbin e diellit ku shkrirja e bërthamave të hidrogjenit është mekanizmi kryesor i gjenerimit të energjisë, por rikrijimi i këtyre kushteve ekstreme në tokë nuk ka qenë i mundur deri më tani në një gjendje të kontrolluar laboratorike dhe si rezultat, reaktorët e shkrirjes bërthamore nuk janë ende një realitet. (Shkrirja termonukleare e pakontrolluar në temperaturë dhe presion ekstrem të krijuar nga ndezja e pajisjes së ndarjes është parimi prapa armës me hidrogjen).
Ishte Arthur Eddington ai që sugjeroi për herë të parë, në vitin 1926, që yjet e marrin energjinë e tyre nga shkrirja e hidrogjenit në helium. Demonstrimi i parë i drejtpërdrejtë i shkrirjes bërthamore ishte në laborator në vitin 1934 kur Rutherford tregoi shkrirjen e deuteriumit në helium dhe vuri re "një efekt i madh u prodhua" gjatë procesit. Duke pasur parasysh potencialin e tij të madh për të ofruar energji të pastër të pakufizuar, ka pasur përpjekje të bashkërenduara nga shkencëtarë dhe inxhinierë në mbarë botën për të përsëritur shkrirjen bërthamore në Tokë, por kjo ka qenë një detyrë e vështirë.
Në temperatura ekstreme, elektronet ndahen nga bërthamat dhe atomet bëhen gaz i jonizuar i përbërë nga bërthama pozitive dhe elektrone negative, atë që ne e quajmë plazma, e cila është një e milionta herë më pak e dendur se ajri. Kjo bën bashkim mjedis shumë i dobët. Që shkrirja bërthamore të ndodhë në një mjedis të tillë (që mund të japë një sasi të konsiderueshme energjie), duhet të plotësohen tre kushte; duhet të ketë temperaturë shumë të lartë (që mund të provokojë përplasje me energji të lartë), duhet të ketë densitet të mjaftueshëm të plazmës (për të rritur probabilitetin e përplasjeve) dhe plazma (e cila ka një prirje të zgjerohet) duhet të kufizohet për një kohëzgjatje të mjaftueshme për të mundësojnë bashkimin. Kjo e bën zhvillimin e infrastrukturës dhe teknologjisë për të përmbajtur dhe kontrolluar plazmën e nxehtë fokusin kryesor. Fusha të forta magnetike mund të përdoren për t'u marrë me plazmën si në rastin e Tokamak të ITER. Mbyllja inerciale e plazmës është një tjetër qasje në të cilën kapsulat e mbushura me izotope të rënda hidrogjeni shpërthehen duke përdorur rreze lazer me energji të lartë.
Fusion studies conducted at Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) of NIF employed laser-driven implosion techniques (inertial confinement fusion). Basically, millimetre-sized capsules filled with deuterium and tritium were imploded with high-power lasers which generate x-rays. The capsule gets heated and turn into plasma. The plasma accelerates inwards creating extreme pressure and temperature conditions when fuels in the capsule (deuterium and tritium atoms) fuse, releasing energy and several particles including alpha particles. The released particles interact with the surrounding plasma and heat it up further leading to more fusion reactions and release of more ‘energy and particles’ thus setting up a self-sustaining chain of fusion reactions (called ‘fusion ignition’).
Komuniteti i kërkimit të shkrirjes është përpjekur për disa dekada të arrijë 'ndezjen e shkrirjes'; një reaksion bashkimi i vetëqëndrueshëm. Më 8th Gusht 2021, ekipi i Laboratorit Lawrence erdhi në pragun e 'ndezjes së shkrirjes' që ata e kanë arritur më 5th Dhjetor 2022. Në këtë ditë, ndezja e kontrolluar e shkrirjes në Tokë u bë realitet - një moment historik në shkencë u arrit!
***
