Ядерный синтез имеет огромные перспективы как источник чистой, обильной энергии, которая могла бы питать мир.
Теперь исследователи термоядерного синтеза в национальной лаборатории в США достигли того, над чем физики работали десятилетиями, — процесса, известного как «зажигание». Этот шаг включает в себя получение большего количества энергии от термоядерных реакций, чем лазер .
Но насколько мы близки к получению энергии из термоядерного синтеза, которая может питать дома людей? В то время как воспламенение является лишь доказательством принципа и первым шагом в очень долгом процессе, другие разработки также находятся в разработке, и вместе они могут вызвать новый энтузиазм в отношении превращения термоядерного синтеза в практическую реальность.
Во-первых, важно признать, что последний результат действительно является важной вехой. Исследователи из Национального центра воспламенения (NIF) в Калифорнии запустили самый большой в мире лазер на капсулу, наполненную водородным топливом , что привело к ее взрыву и запуску термоядерных реакций , имитирующих то, что происходит на Солнце.
Энергия термоядерного синтеза, высвобождаемая при имплозии, была больше, чем энергия, выделяемая лазером, что является огромным достижением, учитывая, что всего несколько лет назад NIF-лазер мог получить только тысячную долю энергии, которую он вложил.
Однако в лазер нужно было вложить примерно в 10 000 раз больше энергии, чем он произвел в световой энергии . Его можно запускать только один раз в день. И каждая мишень настолько изысканно спроектирована, что стоит каждая тысяча долларов.
Чтобы изготовить реактор для работающей электростанции, вам понадобится лазер, который производит световую энергию с гораздо большей эффективностью (несколько десятков процентов) и успешно стреляет по мишеням со скоростью десять раз в секунду, причем каждая мишень стоит несколько пенсов или около того. Кроме того, каждый лазерный выстрел должен был бы производить во много раз — возможно, в 100 раз — больше энергии, чем было вложено.
На самом деле было проведено очень мало исследований по термоядерным «реакторам», где нейтроны от реакций могли бы управлять паровой турбиной для производства электроэнергии. Но есть и другие причины для надежды.
Во-первых, в то время как для достижения воспламенения NIF потребовалось более десяти лет, за тот же период ученые самостоятельно разработали новые лазеры. В них используются электронные устройства, называемые диодами, для передачи энергии лазеру, и они очень и очень эффективны, преобразовывая значительную часть электричества из сети в лазерный свет.
Было доказано, что прототипы таких лазеров работают со скоростью 10 раз в секунду, что необходимо для их использования в термоядерном синтезе. Эти лазеры еще не имеют размера, необходимого для термоядерного синтеза, но технология проверена, и Великобритания лидирует в такого рода исследованиях.
Кроме того, подход к термоядерному синтезу, используемый учеными из NIF, имеет некоторые хорошо известные недостатки, присущие ему, и есть несколько других идей, которые могли бы быть гораздо более эффективными.
Никто не может быть абсолютно уверен, что эти другие идеи сработают, поскольку у них есть свои уникальные проблемы, и они никогда не были опробованы в больших масштабах. Для этого потребуются сотни миллионов долларов инвестиций для каждого из них без каких-либо гарантий успеха (иначе это не было бы исследованием). Однако сейчас дует ветер перемен: частный сектор.
Различные фонды с очень долгосрочной перспективой начали инвестировать в новые начинающие фирмы, которые рекламируют термоядерный синтез как коммерчески жизнеспособный источник энергии. Учитывая, что именно частная промышленность произвела революцию на рынке электромобилей (и в ракетной промышленности), возможно, этот сектор также мог бы дать термоядерному синтезу необходимый «толчок».
Частные фирмы могут работать намного быстрее, чем правительства, и при необходимости быстро внедрять новые идеи . По оценкам, общее частное финансирование в этом секторе в настоящее время превышает 2 миллиарда долларов США (1,6 миллиарда фунтов стерлингов), что является ничтожным по сравнению с 2 триллионами долларов США (1,6 триллиона фунтов стерлингов) дохода, получаемого нефтегазовой отраслью каждый год. На рынке по-прежнему много места для игроков с высоким риском и высокими выплатами.
Последние результаты показывают, что фундаментальная наука работает: законы физики не мешают нам достичь цели неограниченного получения чистой энергии от термоядерного синтеза. Проблемы технические и экономические. Хотя термоядерный синтез может быть слишком далек, чтобы решить проблемы в масштабе десятилетия или двух, последнее достижение, по крайней мере, поднимет энтузиазм по поводу решения одной из величайших проблем человечества.
