В конце 2022 года в Вашингтоне объявили о большом прорыве в термоядерных технологиях. Впервые за всю историю ученые смогли запустить термоядерную реакцию, которая дала больше энергии, чем на нее было потрачено. Само собой, это может помочь решить проблему человечества с энергией, которая может стать, наконец, безубыточной. Именно так и преподносят эту новость. Но какое именно достижение случилось на самом деле?
Слияние атомов
Если в костре дрова сырые, то вам не удастся его разжечь, то есть передать столько энергии, чтобы внутри дерева началась постоянная реакция. Вот этот поворотный момент, когда энергии становится достаточно не только чтобы загореться, но и без внешнего нагрева поддерживать горение внутри, физики называют зажигание. Вот тогда-то и начинает выделяться больше энергии, чем тратилось на ее поддержание.
Именно это последние десятилетия и происходило с термоядерными реакторами. И команда Ливерморской национальной лаборатории только недавно впервые смогла зажечь реакцию термоядерного синтеза на термоядерных установках. Это и есть достигнутый прорыв, правда, без драмы не обошлось.
Физики знали, как достичь термоядерного зажигания с тех самых пор, как поняли, как и почему горят звезды. Из-за их огромной массы под гигантским давлением атомы в какой-то момент начинают сливаться, и выделяется энергия. В термоядерных реакторах создавали такое же запредельное давление, либо такую же адскую температуру. Но на практике этого было мало. Без добавления энергии извне термоядерная реакция не шла.
Ударная мишень
Все изменили старания инженеров. После множества попыток они все же сделали ровную, симметричную капсулу. К слову, этот топливный шарик очень хрупкий и тонкий, с толщиной стенки всего 50 нанометров (в два раза тоньше человеческого волоса). Так что все малейшие несовершенства мешали зажиганию. Шарик находится внутри цилиндра, а оба они внутри гигантской камеры, где на него со всех сторон направлены 192 лазера.
Для запуска зажигания нужно, чтобы все они одновременно ударили по цилиндру с одинаковым импульсом и точностью до нанометра. И вот, только спустя десятилетие смогли справиться с этой, казалось бы, простой задачей. Что касается реализации этого невероятного достижения в энергетике, то до этого так же невероятно далеко. Слишком много задач для этого нужно решить.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
«Получить энергию, которую мы будем подавать в сеть, – для меня это очень запутанная история, потому что, по расчетам, мишень нужно с очень большой эффективностью, которой пока не достигнуто, взрывать минимум раз в секунду. То есть это нужно взорвать, все лишнее убрать, опять поместить мишень в точку фокуса, опять взорвать… Это тепло нужно чем-то поглотить, куда-то увести. К этим задачам даже не подступали, потому что по сути это установки двойного назначения получаются», – отметил инженер-физик Александр Качкин.
Мирный «термояд»
Сейчас одну топливную капсулу создают более двух суток, и стоит она 100-150 тысяч долларов. Еще один день уйдет на подготовку комплекса лазеров и бака. Но главное в том, что на то триумфальное зажигание потратили невероятно много энергии – 300 мегаджоулей. Из них только два мегаджоуля зажгли термояд. Остальные ушли на саму реакцию, то есть на создание условий для нее. На выходе же была выработана лишь одна сотая потраченной энергии – 3 мегаджоуля. А есть еще и другие расходы.
Получается, что мы обладаем важными и действительно выдающимися для науки технологиями. Только вряд ли они изменят нашу жизнь. А больше потому, что крайне сложно добиться финансирования. Политики не любят мирный «термояд» из-за того, что сложно объяснить, что когда-нибудь он принесет какую-то пользу.
Ливерморскую национальную лабораторию критиковали постоянно, поскольку они из года в год не могли получить результат, а значит, все расходы на них неоправданные. Тритий, к слову, настолько редкий, что жечь его каждый раз в термоядерных реакторах безумно дорого. Вот и получается, что инженерный процесс выстраивается так, как работает бюрократия и экономика, а не так, чтобы привести нас к энергетике будущего.
Однако, не все так плохо. Снабжение человечества чистой энергией – это цель частных проектов. Бизнесу становится по карману то, что ранее могло себе позволить только государство. Тем более что давние технологические проблемы «термояда» помогут решить быстрее новые материалы и более развитые алгоритмы, и вычислительные мощности, которые не могут быть использованы в условиях государственной бюрократии.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: