Vědci z Národní laboratoře Lawrence Livermore (LLNL) dosáhli zapálení fúze a dosažení energetické rentability. Dne 5. prosince 2022 provedl výzkumný tým řízený experiment s fúzí s využitím laserů, kdy 192 laserových paprsků dodalo více než 2 miliony joulů UV energie do malé palivové pelety v kryogenní terčové komoře a dosáhlo energetické rentability, což znamená, že experiment s fúzí vyprodukoval více energie, než poskytoval laser pro jeho pohon. Tohoto průlomu bylo dosaženo poprvé v historii po desetiletích tvrdé práce. Jedná se o milník ve vědě a má významné důsledky pro vyhlídky čisté energie z fúze v budoucnosti směrem k ekonomice s nulovými emisemi uhlíku, pro boj se změnou klimatu a pro udržení jaderného odstrašování bez nutnosti uchylovat se k jaderným testům v rámci národní obrany. Dříve, 8. srpna 2021, výzkumný tým dosáhl prahu zapálení fúze. Experiment vyprodukoval více energie než kterýkoli jiný předchozí experiment s fúzí, ale energetické rentability dosaženo nebylo. Nejnovější experiment provedený 5. prosince 2022 dosáhl bodu zvratu v energii a poskytl tak důkaz, že řízená jaderná fúze může být využita k uspokojení energetických potřeb, ačkoli praktické komerční využití energie z fúze může být stále velmi vzdálené.
Jaderné reakce produkují velké množství energie ekvivalentní množství ztracené hmoty, jak vyplývá z Einsteinovy rovnice symetrie hmoty a energie E=MC2 . Štěpné reakce zahrnující rozpad jader jaderného paliva (radioaktivních prvků, jako je uran-235) se v současnosti používají v jaderných reaktorech k výrobě energie. Reaktory založené na jaderném štěpení však představují vysoká lidská a environmentální rizika, jak je patrné z případu Černobylu, a jsou nechvalně známé tím, že produkují nebezpečný radioaktivní odpad s velmi dlouhým poločasem rozpadu, který je extrémně obtížné zlikvidovat.
V přírodě, u hvězd, jako je naše Slunce, je mechanismem výroby energie jaderná fúze zahrnující slučování menších jader vodíku. Jaderná fúze, na rozdíl od štěpení jader, vyžaduje extrémně vysokou teplotu a tlak, aby se jádra mohla sloučit. Tento požadavek extrémně vysoké teploty a tlaku je splněn v jádru Slunce, kde je fúze jader vodíku klíčovým mechanismem výroby energie, ale obnovení těchto extrémních podmínek na Zemi dosud nebylo možné v kontrolovaných laboratorních podmínkách, a proto reaktory pro jadernou fúzi dosud nejsou realitou. (Nekontrolovaná termonukleární fúze při extrémní teplotě a tlaku vytvořená spuštěním štěpného zařízení je principem vodíkové zbraně).
Byl to Arthur Eddington, kdo poprvé v roce 1926 navrhl, že hvězdy čerpají energii z fúze vodíku na helium. První přímá demonstrace jaderné fúze byla v laboratoři v roce 1934, kdy Rutherford ukázal fúzi deuteria na helium a pozoroval, že během procesu „bylo dosaženo obrovského účinku“. Vzhledem k obrovskému potenciálu poskytovat neomezenou čistou energii vědci a inženýři z celého světa vyvinuli společné úsilí o replikaci jaderné fúze na Zemi, ale byl to náročný úkol.
Při extrémních teplotách se elektrony oddělují od jader a atomy se stávají ionizovaným plynem složeným z kladných jader a záporných elektronů, který nazýváme plazma, jež má miliontinu hustoty než vzduch. Díky tomu je prostředí pro fúzi velmi řídké. Aby v takovém prostředí (které by mohlo uvolnit značné množství energie) probíhala jaderná fúze, musí být splněny tři podmínky: měla by být velmi vysoká teplota (která by mohla vyvolat srážky s vysokou energií), měla by být dostatečná hustota plazmatu (pro zvýšení pravděpodobnosti srážek) a plazma (která má tendenci se rozpínat) by měla být uzavřena po dostatečně dlouhou dobu, aby umožnila fúzi. To klade důraz na rozvoj infrastruktury a technologií pro zadržování a kontrolu horké plazmy. K řešení plazmatu by se dala použít silná magnetická pole, jako v případě tokamaku ITER. Dalším přístupem je inerciální uzavření plazmatu, při kterém se kapsle naplněné těžkými izotopy vodíku implodují pomocí laserových paprsků s vysokou energií.
Studie fúze prováděné v Národní laboratoři Lawrence Livermora (LLNL) na NIF využívaly laserově řízené implozní techniky (inerciální fúze). V podstatě byly milimetrové kapsle naplněné deuteriem a tritiem implodovány pomocí vysoce výkonných laserů, které generují rentgenové záření. Kapsle se zahřívá a přeměňuje se na plazma. Plazma se zrychluje směrem dovnitř a vytváří extrémní tlakové a teplotní podmínky, když se paliva v kapsli (atomy deuteria a tritia) fúzují, uvolňují energii a několik částic včetně alfa částic. Uvolněné částice interagují s okolní plazmatem a dále ji zahřívají, což vede k dalším fúzním reakcím a uvolnění další „energie a částic“, čímž se vytváří soběstačný řetězec fúzních reakcí (nazývaný „fúzní vznícení“).
Komunita výzkumníků v oblasti fúze se již několik desetiletí snaží dosáhnout „fúzního zapálení“, tedy soběstačné fúzní reakce. Dne 8. srpna 2021 se tým Lawrenceovy laboratoře dostal na práh „fúzního zapálení“, čehož dosáhl 5. prosince 2022. V tento den se řízené fúzní zapálení na Zemi stalo realitou – byl dosažen milník ve vědě!
***
 have achieved fusion ignition and energy breakeven. On 5th December 2022....){kind=link}