Ученые подтвердили, что реакция термоядерного синтеза смогла дать больше энергии, чем было затрачено. О важном прорыве в этой области было объявлено в конце 2022 года, теперь же его удалось подтвердить. Кроме того, серия статей указала на повторный нагрев системы, который может привести к самоподдерживающемуся горению плазмы, сообщает IFLScience.
В звездах постоянно происходит термоядерный синтез. Более легкие элементы, обычно водород, сливаются с более тяжелыми. Эта реакция высвобождает много энергии, которая питает звезды. В результате, Солнце, например, делится частью этой энергии и поддерживает жизнь на Земле.
С тех пор, как в прошлом веке люди определили механизм, который лежит в основе ядерного синтеза, возник вопрос о том, можем ли мы поддерживать его на нашей планете. И пока это удавалось сделать довольно условно.
В лаборатории невозможно воссоздать условия, которые существуют внутри звезд: огромное давление и высокие температуры, которые заставляют элементы естественным образом сливаться, высвобождая энергию.
Чтобы сделать это необходимы огромные запасы энергии. И долгое время основной задачей таких экспериментов было получить в результате термоядерного синтеза энергии больше, чем было потрачено на него.
Впервые удалось это сделать в ходе эксперимента National Ignition Facility (NIF). Этот подход известен как инерционный синтез. Мощные лазеры направляются в капсулу (известную как хольраум), содержащую шарик, содержащий два типа тяжелого водорода. Лазеры взаимодействуют с хольраумом, испуская невероятное количество рентгеновских лучей, которые попадают на топливо, запуская процесс термоядерного синтеза.
5 декабря 2022 года система выпустила 3,1 мегаджоуля термоядерной энергии. Учитывая, что для лазерного импульса требовалось 2,05 мегаджоуля, система производила более 150 % энергии, необходимой для его запуска.
И преодоление «научной точки безубыточности» - это действительно прорыв, но до запуска полномасштабной станции этого недостаточно. Чтобы такой запуск имел смысл, станция должна отдавать минимум в 10 раз больше энергии, чем было затрачено.
Поэтому ученые решили подробно изучить то, что произошло, когда случился прорыв. Они заметили, что термоядерный синтез привел к повторному нагреву хольраума до энергии, превышающей ту, которую мог бы обеспечить лазер.
Способность создавать стабильно горящую плазму может стать поворотным сценарием для внедрения инерционного синтеза в реальную электростанцию.
Ранее инженеры американского Университета Висконсин-Мэдисон разработали новый способ покрытия внутренних стенок термоядерного реактора, чтобы сделать его более компактным, а также облегчить обслуживание и ремонт.