Ученые США повторили прорыв в термоядерной энергетике

Ученые из США второй раз доказали энергетическую эффективность реакции термоядерного синтеза. Эти результаты придают уверенности в прогрессе по направлению к мечте о бесконечной энергии без выбросов углекислого газа.

С 1950-х годов физики пытались воспроизвести реакцию термоядерного синтеза, которая происходит на Солнце. Тем не менее, до декабря ни одна группа ученых не смогла добиться такого результата, при котором бы вырабатывалось бы больше энергии, чем затрачивалось на проведение реакции.

Исследователи из федеральной Лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии, которые впервые достигли этого результата в прошлом году, повторили свой успех 30 июля, превзойдя показатели декабрьского эксперимента.

Термоядерный синтез происходит при нагреве двух изотопов водорода — дейтерия и трития — до экстремальных температур, при которых атомные ядра сливаются, высвобождая гелий и огромное количество энергии в виде нейтронов. Несмотря на теории о том, что термоядерные электростанции станут реальностью лишь через десятилетия, их потенциал невозможно игнорировать. Так, небольшой стаканчик водородного топлива теоретически мог бы обеспечивать энергией дом на сотни лет.

Наиболее изучаемый метод получения энергии из термоядерного синтеза основан на магнитном удержании, в то время как в Лаборатории Лоуренса Ливермора используют метод инерционного удержания, при котором мощнейший в мире лазер направляется на микроскопическую капсулу с топливом.

Министр энергетики США Дженнифер Гранхолм в декабре охарактеризовала достижение результата как "одно из наиболее впечатляющих научных достижений 21 века". Научное сообщество ожидает подробных данных по результатам эксперимента, однако уже сейчас понятно, что ускорение темпов развития термоядерной энергетики становится все более очевидным.

По словам двух человек, знакомых с предварительными результатами, первоначальные данные июльского эксперимента показали выход энергии более 3,5 МДж. Этой энергии было бы примерно достаточно, чтобы привести в действие домашний утюг в течение часа. Достижение чистого прироста энергии десятилетиями рассматривалось как решающий шаг в доказательстве того, что коммерческие термоядерные электростанции возможны. Тем не менее, есть еще несколько препятствий, которые необходимо преодолеть. Прирост энергии в этом контексте сравнивается только с энергией, генерируемой в лазерах, а не с общим количеством энергии, отводимой от сети для питания системы, которая намного выше.

По оценкам ученых, для коммерческого синтеза потребуются реакции, которые генерируют от 30 до 100 раз больше энергии, чем лазеры. NIF также производит не более одного выстрела в день, в то время как силовая установка с внутренним удержанием, вероятно, должна будет производить несколько выстрелов в секунду. Однако улучшенный результат в NIF, достигнутый «всего через восемь месяцев» после первоначального прорыва, стал еще одним признаком того, что темпы прогресса увеличиваются.