Mittwoch, 6. August 2014

EmDrive - NASA-Tests bestätigen: "Unmöglicher Antrieb" funktioniert

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.de/2014/08/emdrive-nasa-tests-bestatigen.html

Mittwoch, 6. August 2014

EmDrive - NASA-Tests bestätigen: "Unmöglicher Antrieb" funktioniert


Prototyp des EmDrive von 2007. | Copyright: Roger Shawyer, emdrive.com

Houston (USA) - "EmDrive" steht für "electromagnetic drive" (elektromagnetischer Antrieb) und beschreibt das Konzept des britischen Wissenschaftlers Dr. Roger Shawyer, das elektrische Energie mittels Mikrowellen in Schubkraft umwandeln soll - ohne dabei ein Treibmittel zu benötigen. Trotz der Behauptungen chinesischer Forscher, das Konzept bereits erfolgreich getestet zu haben, verbannten die meisten westlichen Wissenschaftler den "EmDrive" ins Reich der Phantasie und Pseudowissenchaft. Schließlich widerspreche es physikalischen Impulserhaltungsgesetz. Jetzt hat jedoch auch die NASA das Konzept überprüft und in einem Fachartikel ebenfalls bestätigt, dass das Konzept prinzipiell tatsächlich funktioniert. Warum und wie, das wissen die Wissenschaftler jedoch noch nicht genau - vermuten aber, dass es auf quantenmechanischen Konzepten beruhen könne. Da der "EmDrive" ohne Treibstoff auskommt und die notwendigen Mikrowellen mittels Solarenenergie erzeugt werden können, könnte der Antrieb völlig neue Wege und Möglichkeiten der Raumfahrt aufzeigen.

Schon 2007 rief ein Artikel über den "EmDrive" im angesehenen "New Scientist"- eine Welle von empörten Reaktionen anderer Naturwissenschaftler hervor, die Shawyers Arbeit und Behauptungen als "offenkundig unmöglich und deshalb zwangsläufig fehlerhaft und falsch" bezeichneten:


"Es ist bekannt, dass Shawyers "electromagnetic relativity drive" gegen den Impulserhaltungssatz (Anm. d. Red.: Einem der wichtigsten Erhaltungssätze der Physik der besagt, dass der Gesamtimpuls in einem abgeschlossenen System konstant ist) verstößt und macht ihn somit lediglich zum letzten in einer langen Liste von 'Perpetuum mobiles', wie sie über Jahrhunderte vorgeschlagen, jedoch immer wissenschaftlich widerlegt wurden. (...) Seine Analyse ist Müll und sein 'Antrieb' unmöglich.", urteilte etwa der australische Wissenschaftler John Costella.


Dem Vorwurf, nur einen weiteren und unnützen Versuch eines Perpetuum mobile zusammengeschustert zu haben, widersprach der einstige EADS-Astrium Wissenschaftler Shawyers, und setzte seit 2007 gemeinsam mit Professor Yang Juan von der "Nordwestlichen Polytechnischen Universität" (NPU) im chinesischen Xi’an seine theoretischen Berechnungen in die Tat bzw. in einen Prototypen um (...wir berichteten).


www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Gegenüber "Wired.com" verglich Shawyer 2007 seine Demoversion mit dem "NSTAR"-Ionentriebwerk der NASA. Die mit dem "EmDrive"-Prototyp erzielte Schubkraft betrage demnach 85 mN im Gegensatz zu 92 mN (ca. 9,45 Gramm) des "NSTAR". Allerdings verbrauche der "EmDrive" nur ein Viertel der vom "NSTAR"-Antrieb benötigten Energie und wiege weniger als 7 Kilo - während es "NSTAR" auf etwa 30 Kilo bringt. Der größte Unterschied zeige sich jedoch im Treibstoffverbrauch: Während "NSTAR" etwa 10 Gramm pro Stunde verbraucht, benötige der "EmDrive" gar kein Treibmittel, vorausgesetzt es steht Elektrizität zur Verfügung.


Sollten sich die Behauptungen von Shawyer und Yang bewahrheiten, böten sich mit dem "EmDrive" völlig neue technische Möglichkeiten - vor allem für die Raumfahrt. Die Dienstzeit von Satelliten könnte um ein Vielfaches erweitert werden und Raumsonden könnten wesentlich schneller und weiter ins All vordringen als bisher. Shawyer will zudem errechnet haben, dass ein mit einem solarbetriebenen "EmDrive" ausgestattetes Raumschiff eine bemannte Mission innerhalb von nur 41 Tagen zum Mars bringen könnte. Mit bisherigen Antrieben dauert eine Reise zum Roten Planeten mehr als ein Jahr.


Nachdem die vernichtende Kritik des wissenschaftlichen Mainstreams das öffentliche Interesse am "EmDrive" jahrelang auf ein Minimum reduziert hatte, präsentierten chinesische Wissenschaftler 2012 und 2013 weitere Prototypen und bestätigten, dass der Antrieb schon heute effizient genug sei, um kleinere Satelliten zu betreiben.


Auch der US-Wissenschaftler Guido Fetta machte sich an die Konstruktion einer Version des "EmDrive", die er als "Cannae Drive" bezeichnet. Mit ihr überzeugte Fetta dann 2013 auch NASA-Wissenschaftler um Harold White Johnson Space Center der NASA, der für seine Arbeiten an der Umsetzung eines Warp-Antriebs bekannt ist (...wir berichteten 12), das Konzept einer intensiven Überprüfung und Test zu unterziehen.


Wie die Forscher am vergangenen Mittwoch auf der "50th Joint Propulsion Conference" in Cleveland berichteten, legen die positiven Testergebnisse nun tatsächlich nahe, dass die das Konzept "eine (Antriebs-)Kraft erzeugt, die keinem klassischen elektromagnetischen Phänomen zugeschrieben werden könne". Der Antrieb bediene sich dabei möglicherweise subatomarer Teilchen, so die Vermutung der NASA-Wissenschaftler.


Wie die Forscher um White zugleich in einem von der NASA veröffentlichten Artikelberichten, konnte Fettas "Cannae Drive" einen Schub von 30 bis 50 Mikronewton erzeugen. Obwohl diese Schubkraft gerade einmal 0,1 Prozent der Werte der chinesischen Wissenschaftler entspricht, werde jedoch gezeigt, dass die Technologie als solche funktioniere.


Auf jeden Fall sei die Technologie vielversprechend und müsse weiter erforscht werden, so die Forscher abschließend. Schon jetzt sind weitere Tests des Konzepts an unabhängigen Institutionen geplant.


grenzwissenschaft-aktuell.de

Quelle: emdrive.com NASA, wired.comspace.com

Sonntag, 6. Juli 2014

Russian Physicists Launch Campaign To Rebuild Tesla’s Wardenclyffe Tower And Power The World

http://themindunleashed.org/2014/07/russian-physicists-launch-campaign-rebuild-teslas-wardenclyffe-tower-power-world.html

Russian Physicists Launch Campaign To Rebuild Tesla’s Wardenclyffe Tower And Power The World

http://themindunleashed.org/wp-content/uploads/2014/07/russiannn.jpeg
“Tesla was right and we are ready to prove it!” So say the two Russian physicists who have just launched an Indiegogo campaign to rebuild Nikola Tesla’s Wardenclyffe Tower in Fall, 2014.  Tesla believed that the tower could transmit power wirelessly but this was never definitively proven in his lifetime.
If he was right, and after extensive study the team are convinced he was, the project could provide an efficient, worldwide energy transmission system that would distribute all the clean energy we can use.
That Tesla was a genius is undisputed even by his detractors, but more than 70 years after his death, he remains a polarizing figure.
Leonid Plekhanov and Sergey Plekhanov have spent the last five years studying and modeling Tesla’s notes and patents for the tower and they are certain the project is viable with the use of modern materials and technology.
As their Indiegogo page notes: “Nikola Tesla had left us a very detailed description of the design of his Magnifying Transmitter System and the physical principles of its operation. We are a group of modern-day physicists, trained in many areas related to the operation of his Worldwide Energy System. We’ve conducted a thorough scientific expertise of his works and came to the conclusion that Tesla was on the right track.”
russian-physicists-launch-campaign-to-rebuild-teslas-wardenclyffe-tower-and-power-the-world2
The principle behind the current design is that we already have an unlimited source for all the energy we could need – the sun. A 100,000 square kilometer solar array in a nice, sunny desert somewhere could provide for all our global power needs. The problem lies in distributing that power, as current systems leak so much energy.
Tesla’s proposed network of towers were designed to make use of the Earth’s own inherent conductivity, transmitting energy through the ground and the ionosphere with very little wastage. A detailed description of how a tower works can be found here.
While Tesla’s original tower on Long Island weighed in at 60 tons, the prototype the Plekhanovs plan to build will only weigh two tons due to advances in materials. Its Tesla coil will be about 20 meters long.
The team are hoping to raise $800,000 to build their prototype via the Indiegogo campaign, which finishes up on July 25, 2014. They successfully raised $40,000 via crowdfunding last year for research and design work on the power source. A project timeline and budget are provided, and in the spirit of Tesla’s magnanimity, they pledge to make their results freely available online once the tower has been put into operation.
Credits: Written by  of www.inhabitat.com
Featured image (on link): Rendering of the Telsa Tower (1901–1917) also known as Wardenclyffe Tower

Deutscher erzeugt mit Glaskugel Strom aus Mondlicht

http://www.welt.de/wirtschaft/article125019977/Deutscher-erzeugt-mit-Glaskugel-Strom-aus-Mondlicht.html

WIRTSCHAFT 

ENERGIE

20.02.14

Deutscher erzeugt mit Glaskugel Strom aus Mondlicht

Eine junge Firma baut Solarkollektoren in Kugelform. Die gläsernen Sphären sehen nicht nur spektakulär aus, sie könnten eine ganze Branche revolutionieren – und das Antlitz unserer Städte verändern.
Dieser Sonnenkollektor funktioniert auch nachts

Rund statt flach und kantig: Die „Betaray“-Kugel kommt in einem spektakulären Design daher. Entworfen hat sie die Firma Rawlemon des deutschen Architekten André Brößel.
Foto: betaray
Rund statt flach und kantig: Die Beta.ray-Kugel kommt in einem spektakulären Design daher. Entworfen hat sie die Firma Rawlemon des deutschen Architekten André Brößel.
In die Glaskugel blicken – das steht für: in die Zukunft schauen, spekulieren, Visionen wagen. Der Deutsche André Brößel, Chef des Start-ups Rawlemon, gibt dieser Redensart jetzt eine ganz neue Bedeutung.
Seine Firma hat futuristische Sonnenkollektoren entworfen. Kollektoren, die ganz anders aussehen als die üblichen Anlagen: Es sind keine flachen, rechteckigen Panele – sondern Kugeln. Ihre Aufgabe bleibt aber dieselbe: Wie ihre kantigen Brüder machen sie Licht zu Strom.
Die durchsichtigen, mit Flüssigkeit gefüllten Glas-Sphären sammeln Lichtstrahlen ein wie große Linsen. Je nach Durchmesser der Kugel treffen sie im Brennpunkt bis zu 20.000-fach verstärkt ein. Fotovoltaik-Zellen und wärmebetriebene Minigeneratoren wandeln die Energie dort in Strom um.
Die Lichtkonzentration nach diesem Prinzip klappt so gut, dass Rawlemons Kollektoren nicht nur bei Sonnenschein funktionieren, sondern sogar bei wolkenverhangenem Himmel und in der Nacht: Wenn die Sonne untergegangen ist, sammeln die Glaskugeln Mondlicht und verwandeln es in elektrische Energie.

Zwei große Vorteile

Gegenüber den in Deutschland heute gängigen Solarpanelen verspricht die Rawlemon-Technologie zwei große Vorteile. Erstens liefert sie konstanter und effizienter Strom. Denn durch die Glaskugel wird das Sonnenlicht gebündelt. Zudem sorgt eine eigens entwickelte Schwenktechnik dafür, dass die Fotovoltaik-Module und thermischen Generatoren stets im optimalen Winkel zur Sonne stehen.
Auf einem viertel Quadratmeter beschienener Fläche erzeugen die Prototypen bereits heute schon so viel Strom wie herkömmliche Anlagen auf einem Quadratmeter. Bei diffusem Licht – welches in Deutschland etwa die Hälfte des Lichteinfalls ausmacht – kommt diese Stärke besonders zum Tragen.
Zweiter Vorteil: Die Rawlemon-Lösungen sind echte Hingucker. Sie sind die Models unter den Solarenergie-Produkten. Die glitzernden Sphären in ihren eleganten Aufhängungen und Gehäusen sprechen optisch an. Brößels Ausbildung zum Architekten, sein hoher ästhetischer Anspruch – das kam hier zweifellos zum Tragen.
Kein Wunder, dass die Rawlemon-Erfindungen in Technikmedien und Öffentlichkeit auf große Aufmerksamkeit stoßen. Aber ist die Technik auch massentauglich?
Seit seiner Gründung vor drei Jahren sind dem Start-up, das seinen Sitz in Barcelona hat, große Fortschritte in Richtung Marktreife gelungen. "Beta.ey", das erste Serienprodukt, soll im September erscheinen. Es handelt sich dabei um ein hippes Solarladegerät: Ausgestattet mit einer Glaskugel in für Wahrsagerinnen gebräuchlicher Größe, erzeugt das Gerät Solarstrom zum Laden von Mobiltelefonen.

Energie aus der Fensterfront

So innovativ das Gadget, so einfallsreich auch seine Finanzierung: Rawlemon besorgt sich die für die Produktion nötigen Mittel derzeit per Crowdfunding über die Webseite Indiegogo.
Eine weitere Anwendung namens "Beta.ray" ist derzeit im Prototypen-Stadium. Samt Rahmen und Glas-Sphäre ist das Gerät rund zwei Meter hoch und soll aus Sonnenenergie genug Leistung erzeugen, um ein elektrisches Auto aufzuladen. Wenn gerade kein Fahrzeug angeschlossen ist, speichert Beta.ray die Energie in einer großen Batterie, die als Puffer dient.
Beide Produkte sind jedoch nur Zwischenschritte auf dem Weg zu Brößels großem Ziel: "Ich möchte die Rawlemon-Technik so weiterentwickeln, dass sie in große Fensterfronten eingebaut werden kann, etwa in Bürogebäuden." Die Elemente würden einfallendes Licht mit einem Wirkungsgrad von über 50 Prozent als Hybrid in Strom und thermische Energie verwandeln.
"Ein damit ausgerüstetes Gebäude würde mehr Energie erzeugen, als es selbst verbraucht", sagt Brößel. "Darüber hinaus würden drei Viertel der Sonneneinstrahlung auf diese Weise abgefangen. Das Gebäude würde auf natürliche Weise gekühlt, gerade im Sommer."
In vier bis fünf Jahren will Rawlemon mit der Serienproduktion der Fassaden-Bauelemente beginnen. Der Blick in die Glaskugel könnte im Büroalltag dann für viele den Blick aus dem Fenster ersetzen.
DW/beu
So sieht die Zukunft der Energieproduktion aus

BP ist sich sicher: Neue Energiearten werden den Rohstoffmarkt ordentlich durcheinander wirbeln.
Foto: Infografik die Welt
BP ist sich sicher: Neue Energiearten werden den Rohstoffmarkt ordentlich durcheinanderwirbeln.

Freitag, 4. Juli 2014

Studie zeigt: Windräder sind wahre Effizienzwunder

http://green.wiwo.de/studie-zeigt-windraeder-sind-wahre-effizienzwunder/

Studie zeigt: Windräder sind wahre Effizienzwunder

Studie zeigt: Windräder sind wahre Effizienzwunder

Vor einigen Jahren erschien in der Wochenzeitung Die Zeit einausführlicher Artikel zu der Frage, ob Wirtschaftswachstum und Umweltschutz vereinbar seien. Nein, argumentierte einer der Autoren, denn erneuerbare Energien seien zwar schön und gut, aber auch Windräder und Solaranlagen benötigten schließlich Rohstoffe und Energie, um sie zu produzieren – und hätten damit negative Auswirkungen auf die Umwelt.
Im Bezug auf Materialien wie Stahl und andere Rohstoffe ist der Verbrauch tatsächlich vergleichsweise groß (wir berichteten). In Bezug auf die zu ihrer Produktion benötigte Energie, haben zumindest Windräder eine recht beeindruckende Bilanz, wie eine aktuelle Untersuchung von zwei Forschern der Oregon State University zeigt (hier als PDF).

Energie nach kurzer Zeit wieder eingespielt

Grundlage für die Berechnung der Energiebilanz ist eine Turbine mit zwei Megawatt Leistung, die in Oregon im Nordwesten der USA ihren Dienst tut und über einen Zeitraum von zwanzig Jahren läuft. In die Bilanz ist der Energieaufwand zum Bau der Komponenten, zur Gewinnung der Rohstoffe, zur Errichtung des Windrades, zur Wartung und zum Abbau der Anlage eingeflossen. 80 Prozent der Energie, so eines der Ergebnisse, verbrauchen dabei die Materialgewinnung und die Produktion des Windrades.
AT-M Ad 
Die Lebenszyklus-Analyse ergab, dass ein Windrad in Oregon im Schnitt nur zwischen 5,2 und 6,4 Monate braucht, um die für seine Herstellung nötige Energie zu erzeugen.
Allerdings: Dieser Wert hängt von den Windgeschwindigkeiten am jeweiligen Ort ab – sind sie höher, “lohnt” sich eine Turbine schneller; sind die niedriger dauert es länger (an der Küste Oregons herrschen geringfügig bessere Windverhältnisse als an der deutschen Küste).
Die Ergebnisse der Auswertung sind auch vor dem Hintergrund eines Vergleichs mitfossilen Energieträgern interessant.
Denn besonders bei der Erdölförderung ist zu beobachten, dass sogenannte unkonventionelle Lagerstätten (Schiefergestein, Teersand, Kerogenvorkommen, die Tiefsee) sehr viel Energie erfordern, um sie zu erschließen. Erdöl, das zum Beispiel aus Feldern in Saudi Arabien sprudelt, braucht bis zu vier Mal weniger Energie für seine Förderung als Öl aus kanadischen Teersanden.
Da die herkömmlichen Ölreserven langsam zur Neige gehen, wird die Förderung des Rohstoffes künftig also eher energieaufwendiger. Windräder dagegen sollten durch Fortschritte in der Produktion und beim Material künftig eher weniger Energie für ihre Produktion benötigen.
Auch was den Ausstoß von Treibhausgasen angeht, kann sich die Windenergie sehen lassen. 2012 durchforsteten Wissenschaftler der Yale-Universitätverfügbare Studien zur CO2-Bilanz von Windkraftanlagen. Das Ergebnis: Im Schnitt kamen die Untersuchungen auf einen Kohlendioxid-Ausstoß von 10 Gramm pro produzierter Kilowattstunde Strom. Zum Vergleich: Braunkohle liegt ungefähr beim Hundertfachen dieses Wertes.

Freitag, 27. Juni 2014

Sonnenkollektoren




It would take an area of just 254 kilometres squared filled with solar panels to power the entire world.

Read more: bit.ly/1nTCbFR via ilovecharts.tumblr.com

Mittwoch, 28. Mai 2014

Trichter-Kraftwerk: US-Ingenieur baut revolutionäre Windanlage

Die Windenergie ist in den USA ein Milliardengeschäft. In Kalifornien beispielsweise treiben Rotorblätter fast 600 Turbinen an– auf einer einzigen gigantischen Windfarm. Mehr als 120 Meter hoch sind viele Anlagen, deren Technologien immer ausgefeilter wird und die deshalb rund eine Million Dollar kosten.
Allaies Windkraftwerk: der INVELOX. Ein Bewohner des Örtchens, wo der Prototyp entstand, kommentierte: ”This strange beast appeared in my town recently.” (Foto: Sheerwind)
Verrückt sei das doch, dachte sich Daryoush Allaei vor einigen Jahren, ein Ingenieur und Geschäftsmann aus dem US-Bundesstaat Minnesota: Warum müssen die Anlagen so groß sein? Warum kosten sie so viel, wenn doch der Wind umsonst zu haben ist? Und überhaupt: Warum muss Windenergie überhaupt in solchen Höhen gewonnen werden? So machte sich Allaei in dem amerikanischen Städtchen Chaska daran, die Windenergie zu erden.
Im wahrsten Sinne des Wortes: Der Tüftler schuf eine Anlage, die in nur wenigen Metern Höhe den Wind auffängt, ihn dann über eine trichterförmige Konstruktion auf den Boden kanalisiert und erst dort in Energie umwandelt. Auf den ersten Blick wirkt Allaeis Kraftwerk etwas sonderbar – wie eine überdimensionale Pfeife. Aus allen Himmelsrichtungen kann der Wind auf dessen Trichter stoßen, um dann durch einen Schacht nach unten in Richtung des Generators geleitet zu werden.
AT-M Ad 

Simpler Effekt mit großer Wirkung

Die Idee kam Allaei, als er noch für das US-amerikanische Energieministerium forschte. Damals grübelte er, was man unternehmen könne, um den lästigen Lärm und die Vibration traditioneller Windanlagen zu vermeiden. Der Ingenieur wollte weg von den gigantischen Anlagen, hin zu kleinen Lösungen.
Die fand er schließlich in einem physikalischen Phänomen, das sich schon bei Messgeräten und Einspritzdrüsen von Dieselmotoren bewährt hatte: der sogenannte “Venturi-Effekt”.
Das Prinzip dahinter ist simpel: Ein Kanal ist erst breit und verläuft dann immer schmaler. Dadurch erhöht sich der Staudruck und die Geschwindigkeit der Flüssigkeiten oder Gase, die durch ihn fließen. An der schmalsten Stelle erreichen sie das maximale Tempo. Dort können sie beispielsweise durch Turbinen in Energie umgewandelt werden.
Allaei trommelte ein paar erfahrene Windenergie-Experten zusammen und gründete die Firma Sheerwind. Sie starteten erste Laborexperimente, ließen Prototypen testen und bieten ihr trichterförmiges Kraftwerk – den INVELOX – mittlerweile auch zum Verkauf an.

Konkurrenz durch Effizienz

Den Venturi-Effekt nutzen sie dabei folgendermaßen: Strömt der Wind an der obersten Stelle mit beispielsweise 16 Kilometern pro Stunde in die Öffnung des Trichters, erhöht sich die Geschwindigkeit im Verlauf des Rohrs. So stößt die Luft mit 63 Kilometern pro Stunde auf die Turbine. Dann öffnet sich der Schacht wieder leicht und entlässt die Luft mit einem Tempo von rund 24 Kilometern pro Stunde in die Umwelt. Als Grundvoraussetzung für den Vorgang gilt lediglich, dass der Wind mit einer Geschwindigkeit von mindestens 3,2 Kilometern pro Stunde auf die Öffnung des Trichters trifft.
So funktioniert der Venturi-Effekt, um aus Wind Energie zu erzeugen (Foto: Sheerwind)
Die Tüftler von Sheerwind sind nicht die Ersten, die mit dem Venturi-Effekt Windenergie erzeugen: Das US-Unternehmen Ogin möchte zehn neuartige Windräder in Kalifornien installieren. Äußerlich ähneln sie Flugzeugturbinen in einigen Metern Höhe, deren Form sich in Richtung des Windes verengt. Diese Konstruktion soll vier Mal so effektiv arbeiten wie ein klassisches Windrad.
Allaei will sogar noch mehr erreichen: Seine Anlagen würden sechs Mal so viel Energie wie herkömmliche Windkraftwerke aus dem Wind herausholen, fasst er die Ergebnisse eines Tests zusammen. “Die Technologie überzeugt wegen der Energieeffizienz”, ist auch der Professor Ali Sadegh des City College of New York überzeugt, der an den Untersuchungen beteiligt war: “Wir glauben, dass dies den Markt entscheidend verändern wird”.
Dabei sollen die trichterförmigen Kraftwerke nicht nur in größeren Windparks Strom produzieren. Auch auf dem eigenen Grundstück sei die Installation von Miniatur-Kraftwerken von Sheerwind denkbar.
Dieses Video zeigt, wie das Windkraftwerk von Daryoush Allaei funktioniert:

Donnerstag, 13. Februar 2014

limitless power

http://rt.com/usa/fusion-energy-power-ignition-806/

Nuclear fusion breakthrough: US scientists make crucial step to limitless power

Published time: February 13, 2014 01:47
Edited time: February 13, 2014 02:38
A metallic case called a hohlraum holds the fuel capsule for NIF experiments (Image from llnl.gov)
A metallic case called a hohlraum holds the fuel capsule for NIF experiments (Image from llnl.gov)
A team of scientists in California announced Wednesday they are one step closer to developing the almost mythical pollution-free, controlled fusion-energy reaction, though the goal of full “ignition” is still far off.
Researchers at the federally-funded Lawrence Livermore National Laboratory revealed in a study released Wednesday in the peer-reviewed journal Nature that, for the first time, one of their experiments has yielded more energy out of fusion than was used in the fuel that created the reaction.
In a 10-story building the size of three football fields, the Livermore scientists “used 192 lasers to compress a pellet of fuel and generate a reaction in which more energy came out of the fuel core than went into it,” wrote the Washington Post. “Ignition” would mean more energy was produced than was used in the entire process.
"We're closer than anyone's gotten before," said Omar Hurricane, a physicist at Livermore and lead author of the study. "It does show there's promise."
The process ultimately mimics the processes in the core of a star inside the laboratory’s hardware. Nuclear fusion, which is how the sun is heated, creates energy when atomic nuclei fuse and form a larger atom.
"This isn't like building a bridge," Hurricane told USA Today in an interview. "This is an exceedingly hard problem. You're basically trying to produce a star, on a small scale, here on Earth."
A fusion reactor would operate on a common form of hydrogen found in sea water and create minimal nuclear waste while not being nearly as volatile as a traditional nuclear-fission reactor. Fission, used in nuclear power plants, works by splitting atoms.
Hurricane said he does not know how long it will take to reach that point, where fusion is a viable energy source.
"Picture yourself halfway up a mountain, but the mountain is covered in clouds," he told reporters on a conference call Wednesday. “And then someone calls you on your satellite phone and asks you, ‘How long is it going to take you to climb to the top of the mountain?’ You just don’t know.”
The beams of the 192 lasers Livermore used can pinpoint extreme amounts of energy in billionth-of-a-second pulses on any target. Hurricane said the energy produced by the process was about twice the amount that was in the fuel of the plastic-capsule target. Though the amount of energy yielded equaled only around 1 percent of energy delivered by the lasers to the capsule to ignite the process.
“When briefly compressed by the laser pulses, the isotopes fused, generating new particles and heating up the fuel further and generating still more nuclear reactions, particles and heat,” wrote the Washington Post, adding that the feedback mechanism is known as “alpha heating.”
Debbie Callahan, co-author of the study, said the capsule had to be compressed 35 times to start the reaction, “akin to compressing a basketball to the size of a pea,” according to USA Today.
While applauding the Livermore team’s findings, fusion experts added researchers have “a factor of about 100 to go.”
"These results are still a long way from ignition, but they represent a significant step forward in fusion research," said Mark Herrmann of the Sandia National Laboratories' Pulsed Power Sciences Center."Achieving pressures this large, even for vanishingly short times, is no easy task."
Livermore is the site of the multi-billion-dollar National Ignition Facility, funded by the National Nuclear Security Administration. Fusion experiments aren’t the only function of the lab; for example, it also studies the processes of nuclear weapon explosions.
Long-pursued by scientists dating back to Albert Einstein, fusion energy does not emit greenhouse gases or leave behind radioactive waste. Since the 1940s, researchers have employed magnetic fields to contain high-temperature hydrogen fuel. Laser use began in the 1970s.
"We have waited 60 years to get close to controlled fusion," said, Steve Cowley, of the United Kingdom's Culham Center for Fusion Energy. He added scientists are "now close" with both magnets and lasers."We must keep at it."
Stewart Prager - director of the Princeton Plasma Physics Laboratory, which studies fusion using magnets - told the Post he was optimistic about fusion energy’s future.
“In 30 years, we’ll have electricity on the grid produced by fusion energy – absolutely,” Prager said. “I think the open questions now are how complicated a system will it be, how expensive it will be, how economically attractive it will be.”