Вдруге після знакової події термоядерного синтезу у 2022 році Національна установка запалювання США (NIF) вичавила з алмазної капсули, наповненої воднем, достатньо енергії для продовження реакції термоядерного синтезу.
Хоча до створення надійного, самодостатнього джерела енергії для суспільства ще далеко, повторне досягнення обов’язково надасть життєво важливу інформацію про те, як вдосконалити технологію.
Програма експериментального термоядерного синтезу NIF, що базується в Ліверморській національній лабораторії імені Лоуренса поблизу Сан-Франциско, використовує одні з найпотужніших лазерів у світі, щоб змусити атоми водню набувати нових конфігурацій, залишаючи при цьому вільну енергію.
Отримання надлишку енергії вже давно є метою різних новаторів термоядерної технології. Для того, щоб термоядерний синтез відбувався в магнітно обмежених вирах плазми, вир маленьких заряджених частинок повинен бути більш гарячим, ніж ядро Сонця, перш ніж він зможе віддати надлишкову енергію.
У NIF крихітна камера, не більша за ніготь, наповнена ізотопами водню, вбирає в себе промені 192 потужних лазерів, щоб створити подібні умови. Тільки тоді ядерні частинки, що складають ізотопи, можуть перегрупуватися, утворюючи гелій (сподіваємось, з деяким запасом енергії).
Перша віха – так зване запалювання – відбувається, коли вивільненої енергії достатньо для підтримки процесу синтезу.
Досягнувши потрібних умов у грудні минулого року, NIF запустив свої термоядерні двигуни в подальших експериментах, щоб перевірити, чи не вдасться ще більше підвищити їхню потужність.
“В експерименті, проведеному 30 липня, ми повторили запалювання в NIF”, – повідомила установа в нещодавній статті Financial Times.
“Згідно з нашою стандартною практикою, ми плануємо повідомити про ці результати на майбутніх наукових конференціях і в рецензованих публікаціях”.
Початкові результати показують, що загальний вихід склав 3,5 мегаджоуля – на частку більше, ніж 3,15 мегаджоуля, випущених під час грудневого запалювання. З урахуванням того, що лазери виділили трохи більше 2 мегаджоулів енергії, енергетичний “прибуток” здається вражаючим. Так воно і є, якщо ви хочете використати її для кип’ятіння кількох літрів води.
Повнофункціональна термоядерна установка, заснована на технології NIF, потребувала б лазерів у 100 разів потужніших, які б пульсували кілька разів на секунду.
Масштабування технології для освітлення автомагістралей, теплових душів і кондиціонерів для тисяч домогосподарств потребуватиме набагато більше таких подій запалювання, кожна з яких відкриватиме нові способи зробити процес більш ефективним і керованим.
Термоядерна енергетика, заснована на легкодоступних ізотопах водню, якщо її вдасться досягти, теоретично відкриє практично безмежну кількість енергії, не пов’язану з проблемою радіоактивних відходів поділу і парникових газів, що утворюються при спалюванні вуглецю.
Кожен крок, що наближає нас до цієї реальності, вартий того, щоб його відсвяткувати.