С момента первой экспериментальной демонстрации в 1958 г. ядерный синтез оставался вне досягаемости как надежный источник энергии. Для всего: от космических кораблей до силовых установок. Потому что? Реакцию ядерного синтеза сложно осуществить, потому что ее трудно контролировать. Более того, трудно удержать плазму (ионизированный газ, температура которого достигает 100 миллионов градусов Цельсия).
Ученые много работали над улучшением удержания плазмы и, следовательно, над улучшением реакции ядерного синтеза. Два основных метода: магнитное удержание и инерционное удержание. И последнему наконец удалось вызвать самоподдерживающуюся ядерную реакцию.
Реакция ядерного синтеза, веха
Впервые реакция термоядерного синтеза достигла рекордной энергии в 1,3 мегаджоуля и превысила энергию, поглощенную топливом, использованным для ее запуска. Да, предстоит еще долгий путь, но результат — огромное улучшение: В 8 раз больше, чем за несколько месяцев до этого, и в 25 раз больше, чем в 2018 году.
Физики из Национального центра зажигания Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса они собираются опубликовать свои результаты.
«Этот результат является важным шагом в исследовании того, как создать реакцию синтеза. Это открывает новый путь для изучения и улучшения наших задач по обеспечению национальной безопасности. Команда, которая сделала это возможным, упорно работала на протяжении многих лет». говорит Ким Будил , директор Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.
Термоядерный синтез с инерционным удержанием: рождение звезды
Все начинается с топливной капсулы, состоящей из дейтерия и трития, более тяжелых изотопов, чем водород. Затем эту топливную капсулу помещают в полую золотую камеру размером с ластик: технически это называется Hohlraum.
В этот момент 192 мощных лазерных луча «обстреливаются» в хольраум, где они преобразуются в рентгеновские лучи. Эти рентгеновские лучи вызывают взрыв топливной капсулы, нагревая и сжимая ее в условиях, сравнимых с условиями центра. звезды. Мы говорим о температуре выше 100 миллионов градусов по Цельсию (180 миллионов по Фаренгейту) и давлении выше 100 миллиардов земных атмосфер.
Реакция превращает капсулу в крошечную массу плазмы.
Цель реакции? Производить больше энергии, чем вкладываете в нее.
Согласно измерениям команды, топливная капсула поглотила в пять раз меньше энергии чем то, что было создано в процессе слияния.
Это результат кропотливой работы над экспериментом. Ученые внесли множество изменений, в том числе в конструкцию хольраума, новую лазерную технологию и модификации, увеличивающие скорость взрыва капсулы.
E adesso?
Команда представила свои выводы 63-е ежегодное собрание Американского физического общества. Теперь он планирует провести дополнительные эксперименты, чтобы увидеть, смогут ли они воспроизвести результат и изучить процесс более подробно.
Я не знаю, когда человечество сможет использовать энергию реакции ядерного синтеза, но каким бы далеким ни был этот момент, сегодня он немного ближе.
