In een technologische doorbraak in de Verenigde Staten is het gelukt om röntgenstraling te produceren met een intensiteit die wedijvert met die van bepaalde sterren. Tijdens dit experiment werden temperaturen bereikt die zelfs de hitte van de zon overtroffen. Deze ontwikkeling opent volgens wetenschappers nieuwe wegen voor onderzoek naar extreme natuurkunde en de reactie van materialen op nucleaire processen.
Volgens een artikel van newscientist.com ontstonden er tijdens de reactie temperaturen die het laboratorium tijdelijk tot het warmste punt in het lokale zonnestelsel maakten. Dit extreme hittepunt trad op tijdens de ontsteking van de brandstof, waarbij een krachtige schokgolf naar buiten toe bewoog.
De basis voor dit onderzoek bevindt zich bij de National Ignition Facility, onderdeel van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. Dit centrum stond in 2021 al in de schijnwerpers toen daar voor het eerst kernfusie-ontsteking werd gerealiseerd, waarbij een reactie ontstond die zichzelf in stand kon houden. Deze mijlpaal wordt beschouwd als een essentiële stap richting de realisatie van kernfusie als duurzame energiebron.
Om de huidige resultaten te behalen, heeft een team onder leiding van Ryan Lester van het Los Alamos National Laboratory een specifieke aanpassing doorgevoerd in de experimentele opstelling. De onderzoekers voegden kleine openingen toe aan de minuscule cilinder waarin de fusie plaatsvindt. Normaal gesproken blijft de röntgenstraling binnen deze cilinder gevangen, maar door deze vensters kon de straling ontsnappen. Zoals beschreven door , transformeerde deze wijziging de ontsteking in een ongekend experiment in de fysica.
Het technische proces achter deze prestatie was uiterst nauwkeurig. Er werden 192 krachtige lasers gericht op een gouden cilinder, die qua omvang vergelijkbaar is met een gummetje. In deze cilinder was een koolstofcapsule geplaatst die gevuld was met zware isotopen van waterstof. De laserstralen genereerden eerst een bad van röntgenstraling, wat leidde tot een extreme verhitting en compressie van de capsule. Hierdoor begon de waterstofbrandstof te fuseren.
Op het exacte moment van de ontsteking verdampten de speciaal geplaatste vensters, waardoor de röntgenstralen naar buiten konden treden. De resulterende emissie produceerde een vermogen van tienduizenden biljoenen watt. Deze enorme energievrijgave is vergelijkbaar met de straling van bepaalde sterren in het heelal. Volgens de berichtgeving van biedt dit nieuwe mogelijkheden om te bestuderen hoe de zon straling absorbeert.
Daarnaast kan deze techniek worden ingezet om te testen hoe specifieke materialen reageren op nucleaire explosies. Dit inzicht is cruciaal voor de verdere ontwikkeling en optimalisatie van toekomstige fusie-reactoren. De mogelijkheid om dergelijke extreme omstandigheden op aarde na te bootsen, markeert volgens een belangrijke stap voor het onderzoek naar extreme natuurkunde en materialen.