Une percée scientifique : Du carbone liquide créé pour la première fois avec des lasers haute puissance, une avancée majeure pour la fusion nucléaire

Liquid carbon made for first time with high-power lasers, could advance nuclear fusion

Une percée scientifique : Du carbone liquide créé pour la première fois avec des lasers haute puissance, une avancée majeure pour la fusion nucléaire

Une équipe de scientifiques dirigée par l'Université de Rostock et le Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) a réussi à créer du carbone liquide pour la première fois, ouvrant de nouvelles perspectives pour la fusion nucléaire. Cette avancée, réalisée grâce au laser DiPOLE 100-X du Royaume-Uni, pourrait révolutionner la conception des futurs réacteurs à fusion.

Le carbone liquide, avec son point de fusion exceptionnellement élevé d'environ 4 500°C, est considéré comme un composant clé pour les centrales de fusion nucléaire. Il pourrait servir à la fois d'agent de refroidissement et de modérateur pour ralentir les neutrons, essentiels au maintien des réactions de fusion.

Pour créer cet état de la matière, les chercheurs ont utilisé le laser haute performance DiPOLE 100-X pour liquéfier des échantillons de carbone solide pendant des milliardièmes de seconde. Un faisceau de rayons X a simultanément capturé des motifs de diffraction, révélant l'arrangement atomique du carbone liquide éphémère.

'Ces mesures ont confirmé que le carbone liquide possède une structure similaire au diamant solide, avec quatre atomes voisins pour chaque atome', explique le professeur Dominik Kraus, responsable du groupe de travail sur le carbone. L'équipe a également précisé le point de fusion du carbone, résolvant des divergences entre les prédictions théoriques antérieures.

Ces travaux, publiés dans la revue Nature, pourraient accélérer le développement de la fusion nucléaire. 'À l'avenir, des résultats qui prennent actuellement plusieurs heures pourraient être obtenus en quelques secondes grâce à l'optimisation des systèmes de contrôle automatique', conclut le communiqué.

Carbon lỏng lần đầu được tạo ra bằng laser công suất cao - Bước đột phá cho ngành nhiệt hạch hạt nhân

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Rostock và Trung tâm Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) đã lần đầu tiên tạo thành công carbon lỏng, mở ra triển vọng mới cho công nghệ nhiệt hạch hạt nhân. Thành tựu này đạt được nhờ hệ thống laser DiPOLE 100-X của Anh, có thể cách mạng hóa thiết kế các lò phản ứng nhiệt hạch tương lai.

Carbon lỏng với điểm nóng chảy cực cao khoảng 4.500°C được xem là thành phần then chốt cho các nhà máy nhiệt hạch. Nó có thể đóng vai trò vừa làm chất làm mát vừa làm chất điều tiết để giảm tốc neutron - yếu tố quan trọng duy trì phản ứng nhiệt hạch.

Để tạo ra trạng thái vật chất đặc biệt này, các nhà nghiên cứu sử dụng laser công suất cao DiPOLE 100-X để hóa lỏng mẫu carbon rắn trong vài phần tỷ giây. Đồng thời, chùm tia X ghi lại các mẫu nhiễu xạ, tiết lộ cấu trúc nguyên tử của carbon lỏng tồn tại trong thời gian cực ngắn.

Giáo sư Dominik Kraus, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: 'Các đo đạc xác nhận carbon lỏng có cấu trúc tương tự kim cương rắn, với mỗi nguyên tử liên kết với bốn nguyên tử lân cận'. Nhóm cũng xác định chính xác điểm nóng chảy của carbon, giải quyết những tranh cãi từ các dự đoán lý thuyết trước đây.

Nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature này có thể thúc đẩy phát triển công nghệ nhiệt hạch. Thông cáo báo chí kết luận: 'Trong tương lai, kết quả mất hàng giờ thí nghiệm có thể thu được chỉ trong vài giây nhờ tối ưu hóa hệ thống điều khiển tự động'.