Термоядерний синтез вперше дозволив отримати більше теплової потужності, ніж було витрачено на його підтримку. Успіху добилися вчені центру National Ignition Facility, що працюють над запуском реакцій термоядерного синтезу, направляючи на дейтерій-тритієву мішень лазерне випромінювання. У ході експерименту вчені отримали зі злиття ядер на понад мегаджоуль більше енергії від затраченої на роботу лазерів. Про досягнення повідомляє Ліверморська національна лабораторія, на базі якої побудовано установку.
Що сталося?
На відміну від традиційних ядерних реакторів, що добувають енергію з реакцій розпаду, термоядерний синтез отримує енергію у ході злиття ядер. Такий підхід є безпечнішим та екологічнішим, однак поки не реалізованим на практиці — жодний термоядерний реактор ще не продемонстрував промислової потужності. Економічний сенс установка матиме лише за умови, що пройде так звану «межу беззбитковості»: значення відношення теплової потужності, що генерується реактором, до потужності, що витрачається на підтримку його роботи (Q), перевищуватиме одиницю.
Однак 5 грудня команда фізиків, яка працює на установці National Ignition Facility (NIF) у Ліверморській національній лабораторії Лоуренса, отримала у ході термоядерного синтезу 3,15 мегаджоуля енергії проти 2,05 мегаджоуля витраченої потужності лазерами, які необхідні для запуску реакцій.
Наразі вони першими в історії змогли виробити більше енергії у ході керованого термоядерного синтезу, аніж було витрачено на роботу установки. Попередній рекорд на NIF поставили у 2021 році, отримавши 70 відсотків енергії від затраченої на роботу установки.
Як це працює?
Необхідне для отримання енергії злиття ядер потребує надвисоких температур, щоб ядра атомів подолали сили електромагнітного відштовхування. Тому фізикам доводиться працювати із високотемпературною плазмою, яку необхідно розігріти та утримувати достатній час, щоб отримати стабільну реакцію. І на відміну від токамаків, що утримують плазму за допомогою магнітних полів, установка NIF використовує сили інерції.
Капсула, в якій знаходиться мішень для запуску реакцій. John Jett, Jake Long / LLNL
192 потужні лазери одночасно спрямовуються на мішень з дейтерій-тритієвим паливом, що запускає реакції термоядерного синтезу. Наразі NIF є найбільшою і найпотужнішою експериментальною установкою для здійснення керованого термоядерного синтезу з інерційним утриманням плазми.
Цю енергію можна використати?
Прорив, який здійснили фізики можна вважати подоланням «межі наукової беззбитковості» (scientific energy breakeven), адже сама установка не є реактором і створена виключно з дослідницькими цілями. Однак її результати допоможуть у досягненні економічної ефективності отримання енергії шляхом термоядерного синтезу.
Також раніше ми розповідали, як до термоядерного синтезу долучили і штучний інтелект. Розробники компанії DeepMind навчили нейромережу утримувати плазму у реальному токамаку.
Джерело:https://nauka.ua/news/otrimana-termoyadernim-sintezom-teplova-potuzhnist-vpershe-perevishchila-zatrachenu?fbclid=IwAR3RZdqycMM6WOOg-grNGhtKxpvCMeKDeQlFbH_m5FgqSNLpsTAEwhXhCuA
