Исследователи совершили прорыв в поисках «почти безграничного, безопасного и чистого» источника энергии: они впервые получили больше энергии из реакции ядерного синтеза, чем потратили.
Ядерный синтез включает в себя столкновение легких элементов, таких как водород, с образованием более тяжелых элементов, высвобождая при этом огромный выброс энергии. Подход, который порождает тепло и свет Солнца и других звезд, был провозглашен как имеющий огромный потенциал в качестве устойчивого источника энергии с низким содержанием углерода.
Однако с тех пор, как в 1950-х годах начались исследования ядерного синтеза, исследователи не смогли продемонстрировать положительный прирост энергии, состояние, известное как воспламенение. Так было, кажется, до сих пор.
Согласно отчету в Financial Times, который еще не подтвержден Национальным комплексом лазерных термоядерных реакций (NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии, который стоит за работой, исследователям удалось высвободить 2,5 МДж энергии после использования всего 2,1 МДж. нагревать топливо лазерами.
Доктор Робби Скотт из группы физики плазмы Центральной лазерной установки (CLF) Совета по научно-техническим средствам (STFC), который внес свой вклад в это исследование, назвал результаты «важным достижением».
«Fusion может обеспечить почти безграничный, безопасный, чистый источник безуглеродной базовой энергии», сказал он. «Этот основополагающий результат, полученный в NIF, является первой лабораторной демонстрацией «энергетического усиления» термоядерного синтеза, когда лазерные лучи вырабатывают больше энергии синтеза, чем тратят. Масштабы прорыва в исследованиях лазерного термоядерного синтеза невозможно переоценить.
«Эксперимент однозначно демонстрирует, что физика Laser Fusion работает», добавил он. «Чтобы превратить результаты NIF в производство электроэнергии, предстоит еще много работы, но это ключевой шаг на этом пути».
С этим согласен профессор Джереми Читтенден, профессор физики плазмы Имперского колледжа Лондона. «Если то, что сообщалось, правда, и было высвобождено больше энергии, чем было использовано для производства плазмы, это настоящий прорывной момент, чрезвычайно захватывающий», сказал он.
«Это доказывает, что долгожданная цель, "святой Грааль" термоядерного синтеза, действительно может быть достигнута».
Но эксперты подчеркнули, что, хотя результаты будут важным доказательством принципа, технология еще далека от того, чтобы стать опорой энергетического ландшафта. Начнем с того, что 0,4 МДж – это примерно 0,1 кВтч, достаточно энергии, чтобы вскипятить чайник.
«Чтобы превратить термоядерный синтез в источник энергии, нам нужно еще больше увеличить прирост энергии», сказал Читтенден. «Нам также нужно найти способ воспроизводить тот же эффект гораздо чаще и гораздо дешевле, прежде чем мы сможем реально превратить это в электростанцию».
Профессор Джастин Уорк, профессор физики Оксфордского университета, добавил, что, хотя в принципе Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса могла бы давать такой результат примерно раз в день, термоядерной электростанции нужно было бы делать это 10 раз в секунду.
И есть еще один момент: сообщаемый положительный прирост энергии игнорирует 500 МДж энергии, которая была заложена в сами лазеры.
Однако Читтенден подчеркнул, что NIF был разработан для научной демонстрации, а не как электростанция. «Эффективность преобразования электрической энергии в энергию лазера не учитывалась при его разработке», сказал он.
«Любой, кто работает в области термоядерного синтеза, сразу же заметит, что предстоит пройти еще долгий путь от демонстрации прироста энергии до достижения полной эффективности, когда энергия, поступающая от термоядерного реактора, превышает потребляемую им электрическую энергию, необходимую для запуска реактора», добавил он.
«Эксперименты на NIF демонстрируют научный процесс воспламенения и то, как это приводит к высокому приросту энергии термоядерного синтеза, но, чтобы превратить его в электростанцию, нам необходимо разработать более простые методы для достижения этих условий, которые должны быть более эффективными и, прежде всего, дешевле, чтобы инерционный синтез можно было реализовать как термоядерный источник энергии».
Последние результаты, если они верны, превышают последний большой прорыв объекта, который произошел только в прошлом году, когда было объявлено, что команда достигла 70% лазерной энергии, вложенной в эксперимент, высвобожденной в виде ядерной энергии.
