Установка для термояда впервые создала больше энергии, чем потребила?

Так ли это на самом деле? Давайте разберёмся.

Вот такая гигантская установка в LLNL. Фото Damien Jemison/LLNL.

К сожалению, не всё так просто на пути к бесконечному источнику чистой энергии для всего мира. Я не хотела писать об этом достижении (безусловно, важном). Но столько хайпа вокруг него, что хочется всё же рассказать вам, в чём собственно состоит загвоздка.

Термоядерный синтез, подобный тому, что разогревает изнутри Солнце и другие звёзды, в будущем должен обеспечить мир чистой и дешёвой энергией. Суть процесса в том, что ядра лёгких химических элементов "сливаются" в более тяжёлые, а в процессе выделяется колоссальное количество энергии.

Мы (все способные на такие разработки страны мира) всячески стремимся к тому, чтобы научиться не просто производить энергию этим способом, но и научиться тщательно управлять процессом. Это необходимо и с точки зрения безопасности, и с точки зрения эффективности (предсказуемости объёма) получения энергии.

На днях Министерство энергетики США заявило, что исследователям из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций в Калифорнии (NIF) впервые удалось получить в результате термоядерного синтеза больше энергии, чем было потрачено на "зажигание" термояда, сообщает Вести.Ru.

Фот так выглядит хольраум. Камера, в которой собственно и происходит реакция объединения ядер. Оцените размер. Фото LLNL.

Это "впервые" имеет некоторые оговорки. Начнём с того, что это не совсем так. Не "впервые" (в декабре о подобном заявляли учёные Ливерморской национальной лаборатории- LLNL на фото выше), а также не совсем "больше".

Энергия, сообщаемая лазером цели размером с ластик для карандаша, (составляла 2 МДж, смотрите график внизу) действительно была меньше полученной в результате термоядерного синтеза (3 МДж).

Но для запуска экспериментальных лазеров из электросети потребовалось забрать почти 300 МДж! Поэтому-то пока о настоящем производстве избыточной энергии говорить не приходится. Это лишь промежуточный результат. Хоть и важный.

Ключевое достижение сегодня: выходная энергия оказалась примерно в 1,5 раза выше предыдущего рекорда по "избытку" получаемой энергии (0,7 МДж).

Исследователи из NIF сгенерировали больше энергии в реакциях синтеза (зелёные кружки), чем было доставлено к цели лазером (жёлтые кружки). Но каждый лазерный "выстрел" требует забрать из сети около 300 МДж энергии (серые кружки). Количество энергии показано приблизительно. Иллюстрация Andrew Grant, Greg Stasiewicz.

Чтобы получить выходные 3,15 мегаджоуля энергии (эквивалентно силе взрыва примерно трёх динамитных шашек), учёные сфокусировали очень мощный лазерный луч на крошечной капсуле с термоядерным топливом (тяжёлыми изотопами водорода). При этом сообщили капсуле энергию 2,05 миллиона джоулей (те самые мегаджоули).

Облучение длилось нескольких миллиардных долей секунды. Воздействие лазера в установке было коротким, но очень интенсивным. Это привело к запуску термоядерной реакции. Такой метод специалисты называют термоядерным синтезом с инерционным удержанием плазмы.

В общем, потребуется ещё много работы, чтобы термоядерный синтез действительно начал производить больше энергии, чем ушло на весь процесс запуска гигантской и очень дорогой установки.

"Головоломка термоядерного синтеза" состоит из нескольких частей, которые учёные с разной степенью успешности решают на протяжении последних десятилетий. Кстати, в нашей стране также работает немало специалистов, которые продвигают эту область науки, например, в рамках проекта ИТЭР. А сама идея получения энергии таким способом озвучивалась ещё в 1961 году нобелевским лауреатом Николаем Геннадьевичем Басовым.

Токамак в Курчатовском институте, как и токамак проекта ITER - это другая вариация термоядерного синтеза. В данном случае разогретая до гигантских температур плазма удерживается магнитами в "бублике". Кто в итоге выиграет в "споре" лазерных импульсов с токамаками, пока не ясно. Токамаки созданы и тестируются в России, Китае, Великобритании и других странах. Фото РИА Новости.

В чём же состоят проблемы?

Во-первых, условия, необходимые для синтеза, очень сложно поддерживать. Любое мелкое несовершенство в капсуле или топливе может повлиять на потребление энергии и снизить эффективность работы установки.

Пока что только от 10% до 30% всей энергии, которую "отправляют" лазеры, фактически достигает капсулы с топливом.

Во-вторых, тритий – тот самый тяжёлый изотоп водорода – достаточно редкий в природе элемент.

Впрочем, сам термоядерный синтез порождает тритий. Поэтому исследователи надеются создать способы прямого сбора этого трития. Есть и другие методы получения необходимого топлива.

Ещё необходимо будет значительно снизить стоимость термоядерной электростанции. Сейчас это "космические" суммы (почти триллион российских рублей).

Что происходит внутри хольраума? Мишень - это примерно 150 микрограммов топлива. Условия в центре мишени сравнимы с условиями внутри Солнца! Иллюстрация LLNL/перевод Вести.Ru.

Мы пишем о самых выдающихся достижениях науки, суперсовременных технологиях и их внедрении в нашу жизнь, рассказываем о том, каким будет будущее человечества.

Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.

Также наши сообщества есть в Telegram, Twitter*, ВК, Facebook*, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.

* заблокированы или запрещены в РФ.