Во второй раз после знаменательного прорыва в 2022 году Национальная установка по воспламенению США (NIF) выжала достаточно энергии из алмазной капсулы, наполненной водородом, чтобы поддерживать реакцию синтеза.
Хотя до создания надежного, самоподдерживающегося источника энергии еще далеко, повторное достижение обязательно предоставит жизненно важную информацию о том, как улучшить технологию.
Основанная в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса недалеко от Сан-Франциско, экспериментальная программа термоядерного синтеза NIF использует одни из самых мощных в мире лазеров, чтобы заставить атомы водорода принимать новые конфигурации, выделяя при этом избыток энергии.
Получение излишка энергии уже давно является целью различных новаторов термоядерных технологий. Чтобы термоядерный синтез происходил в удерживаемых магнитным полем плазменных водоворотах, нужно разогреть плазму горячее солнечного ядра — только тогда процесс окупится.
В NIF крошечная камера размером не больше ногтя, наполненная изотопами водорода, поглощает лучи, испускаемые 192 мощными лазерами — так создаются подходящие условия. Только тогда ядерные частицы, составляющие изотопы, могут перестроиться с образованием гелия (в идеале выделив в процесс немного избыточной энергии).
Первая веха, называемая воспламенением, происходит, когда высвобождаемой энергии достаточно для поддержания процесса синтеза. Достигнув правильных условий в декабре прошлого года, NIF запустил свои термоядерные двигатели в последующих экспериментах, чтобы увидеть, не получится ли еще больше повысить производительность.
«В ходе эксперимента, проведенного 30 июля, мы повторили возгорание в NIF, — заявили ученые в статье Financial Times. — В соответствии с нашей стандартной практикой мы планируем сообщить об этих результатах на предстоящих научных конференциях и в рецензируемых публикациях».
Рукотворное солнце
Первоначальные результаты показывают, что общая мощность составила 3,5 мегаджоуля, что чуть больше, чем 3,15 мегаджоуля, высвобожденных декабрьским возгоранием. С учетом того, что на процесс было затрачено более 2 мегаджоулей энергии, энергетическая «прибыль» кажется впечатляющей. Правда, такой крошечный реактор сможет разве что вскипятить пару литров воды.
Для полнофункциональной термоядерной установки, основанной на технологии NIF, потребуются лазеры в 100 раз более мощные, излучающие несколько раз в секунду.
Масштабирование технологии для освещения автомагистралей, тепловых душей и работающих кондиционеров для тысяч домашних хозяйств потребует гораздо большего количества подобных событий, каждое из которых открывает новые способы сделать процесс более эффективным и управляемым.
Термоядерный реактор, основанный на изотопах водорода, в теории открыл бы доступ к практически безграничному количеству энергии, не ограниченному проблемой радиоактивных отходов и выбросами парниковых газов при сжигании углерода.