Сама идея создания «искусственного солнца» для выработки огромной и чистой энергии существовала еще десятки лет назад и ученые изучали разные методы.
В помещении площадью с футбольное поле, в Шанхае, китайские ученые изучают мощные импульсы лазерного луча по паре маленьких золотых конусов, пытаясь воспроизвести процесс ядерного синтеза, аналогично синтезу вещества на Солнце.
Эти конусы, размером с острие карандаша, узкими концами, обращены друг к другу, испускают водородную плазму под воздействием на них, двух потоков раскаленной плазмы, одновременно сталкиваемой в одном месте, тем самым запуская термоядерную реакцию - процесс, который в конечном итоге может обеспечить бесконечную устойчивую энергию.
В прошлом году ученые из Пекинского института физики Китайской академии наук начали свой уникальный эксперимент на лазерном оборудовании Shenguang II в Шанхае.
Проект получил государственную поддержку в размере почти 150 млн. долларов США. На данный момент исследовательская группа провела три теста и планирует провести еще один тест в этом году.
«Наша цель - достичь устойчивого ядерного синтеза, что касается выработки энергии, то используемые золотые конусы можно производить в больших количествах и подавать в установку, как пулю, она будет вращаться и стрелять этими конусами для их вступления и поддержания реакции синтеза», заявил руководитель проекта.
В августе 2021 года, американские исследователи из Национального центра зажигания (NIF) (National Ignition Facility - научный комплекс для осуществления инерциального термоядерного синтеза (ICF) с помощью лазеров в США), добились выхода энергии, которая была в 8 раз выше, чем в ранее полученных экспериментах.
Этот прорыв принес надежду и удвоил усилия исследовательских групп в других странах, в том числе и Китая. В эксперименте использовались одни из самых больших лазерных установок в мире, чтобы направить более ста лазерных лучей на одну цель, генерируя достаточно тепла, чтобы с одной стороны не деформировать применяемое в эксперименте зеркало, а с другой стороны, добиться максимальной точности фокусирования лучей на применяемых в эксперименте конусах
В Китае исследователи ищут более дешевый и простой способ достижения ядерного синтеза с помощью более слабого лазера. Одним из результатов опытов, стала схема двух конусного зажигания, разработанная Чжан Цзе, известным китайским физиком и бывшим президентом Шанхайского университета Цзяотун.
Плазмы, создаваемой относительно слабым лазерным лучом по одной мишени, недостаточно для создания подходящих условий, но когда два потока плазмы сталкиваются друг с другом, температура, плотность и давление газа значительно возрастают, заставляя два атома сливаться в один и выделять освободившуюся энергию во время процесса синтеза.
Эта идея оставалась на бумаге в течение 20 лет, потому что необходимые лазерные технологии еще не были реализованы. Только недавно китайские ученые создали одни из самых мощных в мире сверхбыстрых лазерных источников, которые могут выделять значительную энергию, практически мгновенно.
Уже к 2025 году планируется завершение строительства нового поколения крупномасштабных лазерных установок в Китае, а их стоимость будет намного ниже аналогичных мировых проектов.
В процессе ядерного синтеза золотой конус полностью испаряется, но при эксплуатации будущих электростанций стоимость золота будет ничтожна мала по сравнению с объемами энергии, вырабатываемой таким образом.
В китайском эксперименте каждый золотой конус стоил всего несколько сотен долларов, в то время как в эксперименте NIF каждая мишень стоила более десятка тысяч долларов.
По сравнению с инвестициями в другие проекты ядерного синтеза исследовательский бюджет Шанхайского университета очень мал. Для сравнения, крупнейший в мире исследовательский проект по термоядерному синтезу - Международный тепловой экспериментальный реактор (ИТЭР) на юге Франции - оценивается в 55-65 миллиардов долларов США.
ИТЭР использует лазерный синтез (также известный как инерционный термоядерный синтез), в то время как его самый большой конкурент, токамак (токамак - ТОроидальная Камера с МАгнитными Катушками), представляет собой устройство, которое может генерировать и улавливать раскаленные газы сильными магнитными полями для создания внутреннего синтеза.
Авторитетные ученые заявляют, что токамак традиционно считается более подходящим для масштабного производства электроэнергии, но недавние прорывы в экспериментах с лазерами показывают, что идея двойного конуса может оказаться передовой.
На данном этапе трудно предсказать, какой метод и страна выиграют эту борьбу, но разным методологиям и ученым, придется объединиться, чтобы превратить термоядерный синтез из проекта в реальность.
При подготовке статьи использовался материал из китайского информационного контента sohu.com.
Если вам понравилась статья подписывайтесь на этот канал! Для вас это всего один клик, а для меня огромная мотивация работать его дальнейшим развитием. Заранее спасибо! Хорошего вам дня и крепкого здоровья!