Ученые приветствовали «настоящий прорыв», поскольку реакция синтеза успешно произвела больше энергии, чем было использовано для ее создания.
Уже более семидесяти лет ученые пытаются использовать термоядерный синтез — источник энергии звезд — для производства энергии.
Термоядерный синтез может производить огромное количество чистой энергии с использованием небольшого количества ресурсов, требуя лишь небольшого количества топлива и производя ограниченные выбросы углерода. Как только термоядерная плазма «зажжена», она будет продолжать гореть до тех пор, пока удерживается на месте.
Однако оказалось, что реакции синтеза трудно контролировать, и ни один эксперимент по синтезу ранее не производил больше энергии, чем было затрачено для запуска реакции.
На сегодняшнем брифинге для прессы было объявлено, что эксперимент по термоядерному синтезу в Национальном центре зажигания (NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США достиг этого «святого Грааля», производя больше энергии, чем лазерный импульс, который использовался для нагрева. топливо.
Энергия лазерного импульса составляла 2,05 мегаджоуля, что эквивалентно энергии двух плиток шоколада Mars или достаточно, чтобы вскипятить шесть чайников воды. Энергия реакций синтеза была на 50% выше энергии лазерного импульса. Он был выпущен в виде энергичных нейтронов.
Долгожданная цель
Физики Имперского колледжа Лондона уже помогают анализировать данные успешного эксперимента, проведенного 5 декабря 2022 года. Imperial также подготовила более 30 докторов наук. Студенты, поступившие на работу в НИФ. Колледж поддерживает тесные связи с этим объектом и другими объектами по всему миру через Центр исследований инерционного термоядерного синтеза (CIFS).
Профессор Джереми Читтенден, содиректор Центра исследований по инерционному синтезу в Имперском колледже Лондона, сказал: «Все, кто работает над термоядерным синтезом, уже более 70 лет пытаются продемонстрировать, что из синтеза можно генерировать больше энергии, чем вы вкладываете. является настоящим прорывным моментом, который чрезвычайно захватывающий. Он доказывает, что долгожданная цель, «святой Грааль» термоядерного синтеза, действительно может быть достигнута. Это приближает нас к созданию термоядерной энергии в гораздо большем масштабе.
«Чтобы превратить термоядерный синтез в источник энергии, нам нужно еще больше увеличить прирост энергии. Нам также нужно найти способ воспроизводить тот же эффект намного чаще и дешевле, прежде чем мы сможем реально превратить это в силу «Трудно сказать, как быстро мы сможем добраться до этой точки. Если все совпадет, мы сможем увидеть термоядерную энергию в использовании через десять лет, но это может занять гораздо больше времени. Ключевым моментом является то, что с сегодняшними результатами мы знаем, что термоядерная энергия находится в пределах досягаемости».
Профессор Стивен Роуз, также содиректор Центра исследований инерционного синтеза в Империале, сказал: «Этот замечательный результат показывает, что инерционный синтез работает в масштабе мегаджоулей, что дает огромный импульс его развитию в качестве источника энергии и инструмента для фундаментальных исследований ». наука.»
Доктор Брайан Аппельбе, научный сотрудник Центра исследований инерционного термоядерного синтеза в Империале, сказал: «Помимо того, что этот эксперимент является значительным шагом на пути к термоядерной энергии , он захватывающий, поскольку он позволит нам изучать материю при температурах и плотностях, которые ранее были недоступны . достигнуто в лаборатории. В этих условиях могут происходить все виды интересной физики, такие как создание антиматерии, и эксперименты NIF дадут нам окно в этот мир».
Термоядерное топливо
Тип ядерной реакции, которая питает современные электростанции, — это деление — расщепление атомов с выделением энергии. Вместо этого термоядерный синтез сближает атомы водорода, производя большое количество энергии и, что особенно важно, ограничивая количество радиоактивных отходов.
Есть два основных способа, которыми исследователи во всем мире в настоящее время пытаются производить термоядерную энергию. NIF фокусируется на термоядерном синтезе с инерционным удержанием , в котором используется система лазеров для нагрева топливных таблеток , образующих плазму — облако заряженных ионов.
Топливные таблетки содержат «тяжелые» версии водорода — дейтерий и тритий, которые легче воспламеняются и производят больше энергии. Однако топливные таблетки должны быть нагреты и сжаты до условий, существующих в центре Солнца, которое является естественным термоядерным реактором.
Как только эти условия достигнуты, реакции синтеза высвобождают несколько частиц, в том числе альфа-частицы, которые взаимодействуют с окружающей плазмой и еще больше нагревают ее. Затем нагретая плазма высвобождает больше альфа-частиц и так далее в ходе самоподдерживающейся реакции — процесса, называемого воспламенением.
