Исторический прорыв в управляемом ядерном синтезе снова достигнут США

В декабре прошлого года исследователи впервые осуществили управляемую реакцию ядерного синтеза, в результате которой было выделено больше энергии, чем необходимо для запуска. А недавно команда National Ignition Facility (NIF) сделала это снова во втором испытании, где они добились еще более высокой выходной мощности.

«После того, как в декабре 2022 года мы впервые продемонстрировали термоядерное зажигание в Национальном центре зажигания, мы продолжаем проводить эксперименты по изучению этого захватывающего нового научного режима. В ходе эксперимента, проведенного 30 июля, мы повторили возгорание на NIF», — говорится в сообщении ученых.

У NIF есть особый способ создания термоядерной энергии, называемый термоядерным синтезом с инерционным удержанием. Они используют лазеры и гранулы дейтерия и трития, версии водорода с нейтронами в ядре. Тяжелый водород хранится в крошечной капсуле, подвешенной в цилиндрической рентгеновской «печке». Это называется хольраум, и это цель лазеров. Лазеры нагревают его до 3 миллионов градусов по Цельсию, сжимая его так, что дейтерий и тритий сливаются вместе, образуя гелий и высвобождая некоторые из этих нейтронов с высокой скоростью.

В декабрьском эксперименте впервые высвобожденная энергия превысила энергию, необходимую для работы лазеров. Она имела выходную мощность около 3,15 мегаджоулей энергии синтеза по сравнению с 2,05 мегаджоулями, необходимыми для лазеров.  А новый эксперимент 30 июля дал 3,5 мегаджоуля.

Это достижение является еще одним шагом на пути к коммерческой электростанции, которая может производить неограниченную и безуглеродную энергию с минимальным количеством радиоактивных отходов. В отличие от ядерных термоядерных установок, здесь нет риска расплавления.

Хотя дорога еще длинная. Объект может наносить только один удар лазером в день, а доля выделяемой энергии по-прежнему невелика. Будущая установка должна будет иметь возможность поражать капсулу несколько раз в секунду и производить мощность, во много десятков раз превышающую то, на что она способна в настоящее время. Планы по достижению этих будущих требований уже находятся в разработке.