28,5 Millionen Dollar! US-Energieministerium unterstützt SLAC bei Forschung und Entwicklung im Bereich der Hochleistungslaserfusion

Vor kurzem haben die Forschungs- und Technologieentwicklungsbemühungen des SLAC National Accelerator Laboratory des US-Energieministeriums in den Bereichen Plasmaphysik und Fusionsenergie bis zu 28,5 Millionen US-Dollar an Unterstützung und Weiterentwicklung von LaserNetUS erhalten.
Die 28,5 Millionen US-Dollar, die vom Office of Science des US-Energieministeriums für die Weiterentwicklung der Entdeckungswissenschaft und der Trägheitsfusionsenergie bereitgestellt werden, umfassen Berichten zufolge einen dreijährigen Zuschuss für die Entwicklung und den Betrieb des Matter under Extreme Conditions (MEC)-Instruments am SLAC Kohärente Lichtquelle mit Linearbeschleuniger (LCLS).
MEC ist seit 2012 die Heimat hochintensiver Laserexperimente und trat 2018 als Gründungsmitglied dem LaserNetUS-Netzwerk bei. Die neue Finanzierung des US-Energieministeriums legt einen zusätzlichen Schwerpunkt auf den Aufbau der Wissenschaft und Technologie, die für die Entwicklung der Trägheitsfusionsenergie erforderlich ist.
Im vergangenen Jahr wurde durch einen Fusionsdurchbruch an der National Ignition Facility das Potenzial für Trägheitsfusionsenergie nachgewiesen. Bei dieser Art von Energie kann Nettoenergie durch Erhitzen und Komprimieren von Kraftstoffpartikeln mit leistungsstarken Lasern erzeugt werden.
Seitdem haben sich Wissenschaftler auf diesem Gebiet zusammengefunden, um den wichtigsten Grundlagenforschungsbedarf für die Realisierung dieser potenziellen zukünftigen Energiequelle zu ermitteln, sagte Gilliss Dyer, MEC-Abteilungsleiter und Chefwissenschaftler. Ein Symposium des Office of Science des US-Energieministeriums veröffentlichte den IFE Basic Research Needs Report zu diesem Thema.
„Zum ersten Mal wird MEC den Schwerpunkt auf die vorrangige Forschung zur Trägheitsfusionsenergie legen, und zwar durch die Entwicklung von Kapazitäten und Konfigurationen, durch LaserNetUS-Einsatz und durch die Zuweisung spezieller Einrichtungen für diese Forschung“, sagte Dyer. Ziel ist es, bis zu 50 Prozent des MEC-Strahls bereitzustellen Zeit für Experimente im Zusammenhang mit Trägheitsfusionsenergie.
Netzwerkaktivitäten am MEC und anderen Einrichtungen werden auch den Grundstein für eine umfassende Modernisierung des MEC durch die Entwicklung einer neuen Generation heißerer, dichterer Plasmadiagnostik legen.
Neben der Wissenschaft der Trägheitsfusionsenergie finden Hochleistungslaser mit hoher Intensität ein breites Anwendungsspektrum in der Grundlagenforschung, Fertigung und Medizin. Mit ihnen lassen sich beispielsweise hochenergetische Teilchenstrahlen zur Krebsbehandlung erzeugen und Spurenelemente in der Umwelt nachweisen.
Das MEC-Instrument des SLAC ermöglicht auch einzigartige Studien des extrem heißen, dichten Materials, das sich in den Zentren von Sternen und Riesenplaneten befindet. Die optischen Laser des Instruments – einer zur Untersuchung heißer, dynamischer Plasmen und der andere zum Antrieb von Stoßwellen in Materialien zur Untersuchung hoher Drücke – haben in Kombination mit den weltweit führenden Röntgenlaserstrahlen des LCLS zu zahlreichen wissenschaftlichen Ergebnissen geführt, die in einigen der führenden Fachzeitschriften von heute veröffentlicht wurden .
LaserNetUS wurde vom Fusion Energy Science Program des Office of Science des US-Energieministeriums gegründet. Es bietet Forschern in den USA und im Ausland offenen und kostenlosen Zugang zu den leistungsstärksten Lasern an Universitäten und nationalen Labors in den USA und Kanada. Das Netzwerk hat derzeit mehr als 1.200 Mitglieder. Die Verwaltung von LaserNetUS wird 2021 beim SLAC zentralisiert und die SLAC-Wissenschaftlerin Chandra Breanne Curry wurde zur ersten Koordinatorin des Konsortiums ernannt.