X線自由電子レーザーは核融合を引き起こす可能性がある

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• 核物理学の理論によれば、制御された核融合を制御するには高エネルギーが必要です。 しかし、X線の最新の自由電子レーザーによって提供されるエネルギーと電磁場を使用すると、低エネルギーで核融合を引き起こす可能性がある、物理学レビューのドレスデンローゼンドルフヘルムホルツセンター（HZDR）の科学者はこれを雑誌で証明されています。

  科学者たちは長年にわたり、核融合を利用した発電を研究してきましたが、これはほとんど無尽蔵のエネルギー源である一方、核融合をマスターするには多くの技術的障害があります。 それらの1つは、核融合を引き起こすために、通常非常に高いエネルギーを必要とする、融合した同様に帯電した核の強い電気的反発を克服する必要があることです。

  しかし、別の方法があります、と共著者のFriedman Quisserは言います：「より低いエネルギーが利用可能であれば、融合は量子力学的トンネル効果によっても達成できます。このように、コア反発力 結果として生じるエネルギー障壁は、より低いエネルギーでトンネルを通過します。「このプロセスは理論的な構造ではなく、現実です。太陽コアで見られる温度と圧力の条件は、水素核融合のエネルギー障壁を克服するには不十分です。 十分な数のトンネリングプロセスで核融合反応を維持できます。

  HZDRの科学者は、現在の研究で、放射線によるトンネルプロセスのサポートが核融合の制御を促進できるかどうかを調査しています。 これまで、このようなプロセスをトリガーするために使用される従来のレーザー放射の性能は低すぎましたが、これはまもなく変化します。 現在、X線自由電子レーザー（XFEL）を使用して、1平方センチメートルあたり10〜20ワットの出力密度をすでに達成できます。 これは、太陽放射の約1000倍の力で、コインの表面に集中しています。 「これにより、強力なX線レーザーでこのトンネリングプロセスをサポートできる分野に至ります」と、HZDRの理論物理学部長のRalph Schulzerhaud教授は述べています。

  その考えは、コアを反発させる強い電界に、弱いが急速に変化する電磁場が重ね合わされ、XFELによって生成されるというものです。 HZDRの科学者は、水素同位体重水素とトリチウムの融合を通じて理論的研究を実施しました。 この反応は現在、将来の核融合プラントの概念に関して最も有望な応答の1つと考えられています。 結果は、この方法でトンネル速度を上げることができ、十分な数の誘導トンネルプロセスが最終的に成功した制御された融合反応を達成できることを示しています。

  今日、対応する可能性のあるいくつかのレーザーシステムは、大規模なグローバル研究機関のフラッグシッププロジェクトになりました（たとえば、日本、米国、またはドイツのX線レーザーは、その種の世界最大です）。 HZDRによって実装された国際極域ビームラインプロジェクト（HIBEF）は、独自の超短および超高速X線フラッシュ実験を実施しています。 次に、HZDRの物理学者は、他の核融合領域の理論をさらに研究します。

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