Ученые на шаг приблизились к достижению устойчивого ядерного синтеза и почти безграничной чистой энергииЯдерный синтез: это путь к дешевой энергии?

Впервые в мире в амбициозном эксперименте американские исследователи смогли воссоздать условия, аналогичные процессам в центре Солнца, проложив тем самым тропинку для реакторов ядерного синтеза.

В ходе термоядерной реакции ученым удалось сгенерировать в 10 раз больше энергии, нежели они вложили в виде ядерного топлива, работы лазеров и так называемого «разгона реакции». Это, конечно, небольшой, но важный шаг на пути к обузданию термоядерной энергии. Конечная цель — произвести больше энергии, чем потреблялось во всем эксперименте – далеко не подвиг, тем не менее, это порождает надежду, что после десятилетних неудач, наконец-то наступил прогресс.

Термоядерная энергия обладает огромным потенциалом и может стать радикальным альтернативным источником питания с нулевым уровнем выбросов углерода, при этом затраты и потери во время эксплуатации будут минимальными. Остается решить технические трудности.

Существующие ядерные реакторы генерируют энергию путем расщепления атома на более легкие частицы, в то время как термоядерные реакторы объединяют легкие атомные ядра в более тяжелые частицы.

В своих экспериментах исследователи из национального центра термоядерного синтеза (NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Калифорнии для того, чтобы разогреть мизерное количество топлива так же сильно и также быстро (было жарче, чем на солнце) использовали установку из 192 мощных лазеров.

Процесс не простой. Лазеры выстреливали в сферическую гранулу в 2 мм шириной. Топливо являлось тонкослойным покрытием на внутренней стороне этой гранулы (толщина слоя была равной человеческому волосу).

Когда лазерный свет входил в контейнер, его стенки начинали испускать рентгеновские лучи, нагревающие покрытие и сжимающие частицы топлива до нескольких сотых от исходного размера, в результате чего начинают высвобождаться быстрые составляющие атома – нейтроны, которые и используются для генерации энергии. В качестве топлива использовалась смесь изотопов водорода, называемых тритий и дейтерий.

Результаты NIF помогут ученым продвинуться в создании термоядерного реактора. Работа центра финансируется в основном для того, чтобы помочь США выйти из ситуации уменьшающихся запасов ядерного топлива.

Омар Ураган, ведущий автор доклада, сказал, что последние улучшения позволили более тщательно контролировать имплозию сферической гранулы. В предыдущих экспериментах, высвобождение нейтронов подавлялось, и процесс был менее эффективным. Продолжая нагревать топливо не останавливаясь, удалось добиться того, что ядра гелия, которые высвобождаются в реакции, не сливались с топливом, цикл за циклом оставаясь в свободном состоянии.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.Ядерный синтез: это путь к дешевой энергии?

Впервые в мире в амбициозном эксперименте американские исследователи смогли воссоздать условия, аналогичные процессам в центре Солнца, проложив тем самым тропинку для реакторов ядерного синтеза.

В ходе термоядерной реакции ученым удалось сгенерировать больше энергии, нежели они вложили в виде ядерного топлива, работы лазеров и так называемого «разгона реакции». Это, конечно, небольшой, но важный шаг на пути к обузданию термоядерной энергии. Конечная цель — произвести больше энергии, чем потреблялось во всем эксперименте – далеко не подвиг, тем не менее, это порождает надежду, что после десятилетних неудач, наконец-то наступил прогресс.

Термоядерная энергия обладает огромным потенциалом и может стать радикальным альтернативным источником питания с нулевым уровнем выбросов углерода, при этом затраты и потери во время эксплуатации будут минимальными. Остается решить технические трудности.

Существующие ядерные реакторы генерируют энергию путем расщепления атома на более легкие частицы, в то время как термоядерные реакторы объединяют легкие атомные ядра в более тяжелые частицы.

В своих экспериментах исследователи из национального центра термоядерного синтеза (NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Калифорнии для того, чтобы разогреть мизерное количество топлива так же сильно и также быстро (было жарче, чем на солнце) использовали установку из 192 мощных лазеров.

Процесс не простой. Лазеры выстреливали в сферическую гранулу в 2 мм шириной. Топливо являлось тонкослойным покрытием на внутренней стороне этой гранулы (толщина слоя была равной человеческому волосу).

Когда лазерный свет входил в контейнер, его стенки начинали испускать рентгеновские лучи, нагревающие покрытие и сжимающие частицы топлива до нескольких сотых от исходного размера, в результате чего начинают высвобождаться быстрые составляющие атома – нейтроны, которые и используются для генерации энергии. В качестве топлива использовалась смесь изотопов водорода, называемых тритий и дейтерий.

Результаты NIF помогут ученым продвинуться в создании термоядерного реактора. Работа центра финансируется в основном для того, чтобы помочь США выйти из ситуации уменьшающихся запасов ядерного топлива.

Омар Ураган, ведущий автор доклада, сказал, что последние улучшения позволили более тщательно контролировать имплозию сферической гранулы. В предыдущих экспериментах, высвобождение нейтронов подавлялось, и процесс был менее эффективным. Продолжая нагревать топливо не останавливаясь, удалось добиться того, что ядра гелия, которые высвобождаются в реакции, не сливались с топливом, цикл за циклом оставаясь в свободном состоянии.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.