Ядерный синтез: в лаборатории во второй раз получен чистый прирост энергии

Группа специалистов из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии объявила о том, что ей удалось во второй раз в своей истории добиться чистого прироста энергии в реакции ядерного синтеза. О первом случае было объявлено в декабре прошлого года. Это еще один шаг вперед в поисках практически неограниченного, безопасного и чистого источника энергии. О чем именно идет речь?

Подражание звездам

Ядерный синтез – это процесс, который происходит в ядрах звезд, в том числе и Солнца, в результате которого выделяется огромное количество энергии в виде света и тепла. Физики уже несколько десятилетий работают над возможностью воспроизведения этого процесса в меньших масштабах на Земле с целью получения экологически чистого и практически неограниченного источника энергии.

В отличие от деления ядер, при котором происходит расщепление атомного ядра на две меньшие части, при ядерном синтезе происходит объединение легких атомных ядер с образованием более тяжелых. Этот процесс, при котором выделяется значительное количество энергии, также гораздо безопаснее деления с точки зрения радиоактивных отходов и риска катастроф.

Для осуществления этого процесса исследователи используют различные методы. В большинстве лабораторий используется метод, известный как магнитный термоядерный синтез, при котором топливо (водород) удерживается мощными магнитами и нагревается до температуры более ста миллионов градусов. Цель состоит в том, чтобы удерживать его в таком состоянии достаточно долго для слияния атомных ядер.

Инерционный термоядерный синтез

Другой метод, называемый инерционным термоядерным синтезом, предполагает использование мощных лазеров для быстрого и равномерного сжатия небольших количеств термоядерного топлива, обычно в виде капсул с дейтерием и тритием (изотопами водорода).

В деталях лазеры излучают очень интенсивный и короткий световой импульс, направленный наружу и ударяющий по внешней поверхности топливной капсулы. Этот импульс создает ударную волну, которая быстро сжимает капсулу, вызывая повышение температуры и давления внутри нее, что запускает реакции синтеза между ядрами дейтерия и трития. При этом образуются ядра гелия и выделяется большое количество энергии, в основном в виде рентгеновского излучения. Эта энергия может быть преобразована в электричество.

Второй чистый прирост

Этот метод используется в Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии. В декабре прошлого года исследователи объявили, что им удалось произвести около 2,5 мегаджоуля энергии, т.е. около 120% от 2,1 мегаджоуля энергии, полученной с помощью лазеров. Другими словами, исследователи произвели в термоядерной реакции больше энергии, чем было использовано для ее начала, что позволило получить первый в истории чистый прирост энергии.

Совсем недавно те же ученые повторили этот подвиг, получив более высокий выход энергии, чем в декабре, сообщил представитель лаборатории в интервью Guardian. Точное количество полученной энергии пока неизвестно. Окончательные результаты еще анализируются.