Kieszonkowy reaktor syntezy jądrowej

Amerykańscy badacze skonstruowali kieszonkowe urządzenie, w którym zachodzą reakcje fuzji jądrowej takie, jakie rozgrzewają wnętrze Słońca!
- Na razie nasz minireaktor generuje dużo mniej energii, niż zużywa do swego działania, nie ogrzeje nawet dłoni - powiedział nam jeden z autorów wynalazku Brian Naranjo z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. - Ale można go z powodzeniem używać jako wygodnego źródła wiązki neutronów, które są ubocznym produktem reakcji syntezy jądrowej, np. do prześwietlania bagaży na lotniskach, w medycynie lub do badania struktury materiałów.

Pomysł - opisuje go "Nature" - opiera się na prostych zjawiskach naturalnych. Sercem urządzenia jest kryształ piroelektryczny - tj. taki, który się elektryzuje pod wpływem ogrzewania lub oziębiania. Pierwsze takie kryształy, np. turmalin, były znane już w starożytności, ale Amerykanie sięgnęli po sztucznie wytworzony (tantalan litu), który wystarczy podgrzać o kilkanaście stopni, by wytworzyć napięcie ponad 100 tys. woltów! Do kryształu doczepiona jest cienka igła z wolframu. Przy jej zaostrzonym końcu generuje się potężne pole elektryczne zdolne do jonizowania cząsteczek gazu i przyspieszania ich do dużych prędkości. Słowem, po umieszczeniu kryształu w gazie z okolic czubka igły zaczyna płynąć strumień szybkich jonów.

Uczeni umieścili kryształ z igłą w komorze z rozrzedzonym deuterem, a więc uzyskali strumień jonów deuteru. Na ich drodze zaś postawili małą tarczę nasyconą również deuterem. Jądra deuteru zderzały się więc ze sobą z dużą energią i od czasu do czasu łączyły w jądro helu, tak jak we wnętrzu gwiazd. Efektem ubocznym takich reakcji są neutrony.

Prototyp urządzenia emituje niewielki strumień tych cząstek - około tysiąca na sekundę. Brian Naranjo zapewnia, że po prostej modyfikacji wiązka będzie liczyła do miliona neutronów na sekundę, a więc będzie się nadawać do komercyjnych zastosowań.

Dotychczasowe podręczne źródła neutronów były nieporęczne, miały dużo bardziej skomplikowaną konstrukcję, wymagały też zasilania wysokim napięciem. Najnowszy generator potrzebuje jedynie niewielkiej grzałki, można go zasilać nawet z baterii, a mieści się w kieszeni laboratoryjnego fartucha.

I nic dziwnego. Jeden ze współautorów wynalazku - prof. James Gimzewski - jest znanym ekspertem od nanotechnologii, wymienianym w Księdze Guinnessa jako konstruktor najmniejszego kalkulatora na świecie.