Експеримент с термоядрен синтез в най-голямото лазерно съоръжение в света е освободил 1,3 милиона джаула енергия, приближавайки се до точката на рентабилност, известна като запалване. Именно в този момент термоядреният синтез започва да отделя повече енергия, отколкото е необходима за неговата детонация.
Същността на експеримента беше, че учени от Националната лаборатория за запалване (NIF) използваха лазер, за да проникнат в малка капсула, където започнаха термоядрени реакции, които произвеждат повече от 10 квадрилиона вата енергия за 100 трилионни от секундата. Експериментът освободи около 70% от енергията на лазерната светлина, използвана за задействане на реакциите на синтез, довеждайки съоръжението много по-близо до възпламеняване от всякога.
Учените успяха да достигнат този праг поради факта, че капсулата поглъща само част от цялата лазерна енергия, фокусирана върху нея, и реакциите всъщност произвеждат повече енергия, отколкото се изразходва директно за тяхното запалване.
Ядреният синтез е същият процес, който "стартира" Слънцето. За учените това е преди всичко привлекателен източник на енергия, защото няма да доведе до образуването на парникови газове, които причиняват затопляне на климата или опасни, дълготрайни радиоактивни отпадъци. При ядрения синтез водородните ядра се сливат заедно, за да образуват хелий, освобождавайки енергия в процеса. Но синтезът изисква екстремни температури и налягания, което затруднява контрола и управлението.
В термоядрените експерименти на NIF 192 лазерни лъча се събират в малък цилиндър, съдържащ горивна капсула с размер на грахово зърно. Когато този мощен лазерен импулс удари цилиндъра, се освобождават рентгенови лъчи, които изпаряват външната страна на капсулата и детонират горивото вътре. Това гориво е смес от деутерий и тритий. Когато горивото експлодира, то достига крайната плътност, температура и налягане, необходими за превръщането на водорода в хелий. Този хелий може допълнително да загрее друга част от горивото, така нареченото алфа нагряване, причинявайки верижна реакция на синтез.
Физикът Стивън Боднър е критичен към някои детайли от дизайна на NIF. Но той признава, че е изненадан от резултатите. „Те се доближиха достатъчно близо до целта си за възпламеняване и рентабилност, за да го нарекат успех“, каза Боднер. „Време е САЩ да продължат напред с голяма програма за лазерен синтез.“
Прочетете също:
- Учените използваха игрална видеокарта, за да пуснат прототип на термоядрен реактор
- Великобритания въвежда ерата на достъпен термоядрен синтез с пускането на модернизирания токамак MAST