Скъпите изследвания на термоядрени реактори винаги са били критикувани. Сега изследователи от атомна лаборатория в САЩ твърдят, че са направили важна стъпка по пътя към енергията без емисии, съобщи „Шпигел“.
Слънцето ни е гигантска електроцентрала. Под натиска на гравитацията то черпи енергията си на около 15 милиона градуса по Целзий от сливането на водород, за да образува хелий.
Звездата няма да грее безкрайно – според прогнозите горивото ще бъде изразходвано след няколко милиарда години. Но количеството енергия, която нашето слънце ще произвежда дотогава, е огромна.
Ако беше възможно да се имитира звездната електроцентрала на земята, тази технология би могла да генерира електричество почти без вредни емисии.
Подобна форма на производство на енергия звучи примамливо, особено на фона на борбата с климатичните изменения.
Изследователите отдавна преследват тази цел в експериментални термоядрени реактори. Напредъкът, постигнат в подобни експерименти, досега остава в управляеми граници – особено по отношение на разходите.
Укротяването на слънцето
Изследователи от Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ близо до Сан Франциско са се доближили повече от всякога до целта – запалването за процеса на синтез.
В Националното съоръжение за запалване (NIF) учените се концентрират основно върху задействането на т. нар. Инерционен синтез. Принципът се използва в по-голям мащаб с водородната бомба, но също така може да отделя енергия по контролиран начин.
В NIF изследователите работят с най-мощния лазер в света, разпределен върху 192 лъчеви линии, насочени към малка капсула, съдържаща деутерий и тритий.
И двете вещества са изотопи на елемента водород. Предполага се, че енергията на лазера създава плазма и стимулира процеса на синтез.
При 100 милиона градуса по Целзий водородните атоми се сливат и образуват хелий, който, от своя страна, се очаква да освободи очакваната енергия.
След като процесът е започнал и прагът на запалване е достигнат, самите реакции на синтез трябва да осигурят топлината за по-нататъшно сливане. Ето защо запалването е толкова важно.
То се постига, когато енергията, отделена по време на синтеза, е по-голяма от 1,9 мегаджаула, въведени от лазера.
В експеримент на 8 август изследователите вече постигнаха освободена енергия от 1,35 мегаджаула. Това съответства на около 70 процента от лазерната енергия, която се подава в горивната капсула.
Учените са все още далеч от целта си, енергийно това все още е губещ бизнес. Независимо от това, в съобщение те информират, че сега са поне на прага на запалването.
Резултатите биха съответствали на 25-кратно увеличение на ефективността в сравнение с „реколтата“ за 2018 г. и осемкратно увеличение спрямо експеримент от тази пролет.
NIF обяви, че ще публикува данните в научно списание, където те могат да бъдат подложени на подходяща оценка от независими колеги.
В допълнение, изследователите искат успешно да повторят експеримента отново, за да съберат повече данни. След това ще работят за по-нататъшно подобрение през следващата година.
Но учените вече изтъкват положителни неща за работата в NIF. Плазменият физик Стивън Боднър, който всъщност беше смятан за критик на експеримента, поздрави изследователите в статия в New York Times, и изрази изненадата си.
„Екипът е дошъл достатъчно близо до целта на запалване и излизане на нулата, за да се нарече успех“, се казва в статията.
Зигфрид Гленцер от Станфордския университет, който навремето сам проведе експерименти по синтез в лабораторията „Ливърмор“, също изтъкна обещаващите резултати, за да се постигне енергиен източник на планетата, който не отделя въглероден диоксид CO₂.
Нека има слънце
Строителството на NIF започна през 1997 г. и завърши през 2009 г. Размерът на лазера е приблизително еквивалентен на три футболни игрища. Съоръжението струва 3,5 милиарда долара.
Реакторът за термоядрен синтез Iter в Южна Франция, който ще струва повече от 20 милиарда евро и трябва да влезе в експлоатация през 2025 г., ще бъде още по-скъп. Това обаче е различен тип реактор от този в САЩ.
СНИМКА: Twitter