В Ливерморской Лаборатории США зарегистрирована управляемая термоядерная реакция в которой было получено энергии больше, чем закачано.
Работы по управляемому термояду ведутся с 1952 года. 70 лет. Самый долгий и дорогой научный проект.
СССР был одним из лидеров гонки.
В 1945 американцы взорвали первую атомную бомбу, а в 1954 заработала первая атомная электростанция в Обнинске.
В 1952 взорвали водородную бомбу. Ожидали, что лет через десять заработает первая термоядерная электростанция и проблема энергии для человечества будет решена навсегда.
Плюс термояда в том, что основное топливо для него - изотоп водорода дейтерий, которого много в воде. Топливом может стать весь Мировой океан.
Прошло 70 лет…
Для того, чтобы пошла реакция синтеза должен быть достигнут критерий Лоусона: плазма должна удерживаться долго, при высокой температуре и плотности. Если плотность пониже, значит выше должны быть температура и время.
Солнце светит за счёт термоядерной реакции. Удержание плазмы в Солнце достигается за счёт того, что Солнце огромное и удерживает плазму силами гравитации.
Развитие термоядерной энергетики шло по двум направлениям: удержание и нагрев плазмы в магнитном поле и удар лазерными импульсами или потоками частиц.
- Удержание плазмы в магнитном поле. Основной тип установок - Токамаки - «Тороидальная Камера магнитная». Концепция, разработанная в 1950х Лаврентьевым, Сахаровым, Таммом и другими советскими учёными.
Токамак - это камера в виде бублика (тор) вокруг которого обмотаны провода. Из тора откачивают воздух, накачивают туда смесь изотопов дейтерий и трития и включают ток. Ток зажигает плазму и разгоняет её.
С каждым годом Токамаки становились всё больше и к 1980м было решено создать международную кооперацию ITER по созданию ТОКАМАКа достаточно большого и мощного, чтобы обеспечить управляемый синтез. Участвуют ЕС, США, Индия, Китай, Корея, Казахстан. Россия один из главных участников проекта.
Строительство на юге Франции ведётся до сих. Окончание планируется на 2025 год, но уже переносилось несколько раз. Стоимость проекта уже составила 19 млрдов $$. Установка и вспомогательные конструкции расположены на площадке 1,0×0,4 км высотой 60 метров. Вес установки 23000 тонн.
После получения реакции планируется начать проектирование прототипа первой электростанции. Ориентировочно к 2050 году. Думаю, что этот проект никогда не будет реализован. Слишком сложно.
- Второе направление - лазерный термояд - вбрасываются небольшие капсулы в мишень, куда ударяют мощные лазерные пучки.
Одной из первых была установка «Дельфин», сделанная в Физическом институте Академии Наук.
По этому принципу и работает Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций NIF Ливерморской лаборатории в Калифорнии. Мощность лазерной установки — 500 ТВт. Это в 1000 раз больше всей мощности, используемой США за ту долю секунды когда работают лазеры.
Вбрасываются маленькие капсулы, размером около 2 мм со смесью изотопов водорода - дейтерием и тритием, по капсулам бьют лазерами. Капсула взрывается как маленькая водородная бомба мощностью 10 кг тнт - небольшой артиллерийский снаряд. Надо время, чтобы подготовить установку к работе, поэтому в день можно сделать только несколько таких «выстрелов».
Строительство установки началось в 1997 году, стоило 4 млрда$$. В 2009 проект заработал. За 3 года провели около 1000 экспериментов, но термоядерную реакцию так и не получили и проект был на грани закрытия.
После многих доработок в 2018 году зарегистрировали первые признаки термоядерных реакций.
Вчера объявили, что полученная энергия 2,5 мегаджоуля превысила закачанную энергию 2,1 мегаджоуля.
Это безусловное достижение и Нобелевка авторам работы гарантирована.
За 25 лет и 4 млрда$$ получили ожидаемый результат - Грааль, который искали 70 лет.
Министр энергетики США Дженнифер Гранхольм заявила, что исторические достижения в области ядерного синтеза, открыли совершенно новый источник чистой энергии.
В Штатах уже предрекают конец углеводородам и начало новой эры. Говорят, что через пару десятилетий появится оммерческая термоядерная электростанция.
Чё-то я очень сомневаюсь.
В лучшем случае лет через 50.
И то, вряд ли…
Но вот финансирование исследований по термояду в мире вырастет, это факт
Кстати, в России есть аналогичный проект лазерной установки для термояда УФЛ-2М в Сарове (Арзамас-16)
Должен быть в 1,5 раза мощнее ливерморского.
В этом году собирались запустить.
Будем надеяться, что заработает.
Подписаться на канал MobiusBlog
