Американские ученые совершили прорыв в области термоядерной энергии

По словам трех человек, знакомых с предварительными результатами недавнего эксперимента, ученые правительства США совершили прорыв в поисках безграничной энергии с нулевым выбросом углерода, впервые добившись чистого прироста энергии в реакции синтеза, пишет Financial Times.

Физики с 1950-х годов стремились использовать реакцию синтеза, питающую Солнце, но ни одна группа не смогла произвести в результате реакции больше энергии, чем она потребляет — веха, известная как чистый прирост энергии или целевой прирост, которая помогла бы доказать процесс. может стать надежной и доступной альтернативой ископаемому топливу и традиционной ядерной энергии.

Федеральная Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в Калифорнии, которая использует процесс, называемый термоядерным синтезом с инерционным удержанием, который включает бомбардировку крошечной гранулы водородной плазмы самым большим в мире лазером, добилась чистого прироста энергии в эксперименте по термоядерному синтезу за последние две недели.

Хотя многие ученые считают, что до создания термоядерных электростанций еще десятилетия, потенциал этой технологии трудно игнорировать. Реакции термоядерного синтеза не выделяют углерода, не производят долгоживущих радиоактивных отходов, а небольшая чашка водородного топлива теоретически могла бы питать дом в течение сотен лет.

Прорыв США произошел, когда мир борется с высокими ценами на энергию и необходимостью быстро отказаться от сжигания ископаемого топлива, чтобы не допустить, чтобы средние глобальные температуры достигли опасного уровня. В соответствии с Законом о снижении инфляции администрация Байдена вкладывает почти 370 миллиардов долларов в новые субсидии на низкоуглеродную энергетику, стремясь сократить выбросы и выиграть глобальную гонку за чистые технологии следующего поколения.

Реакция синтеза на правительственном объекте США произвела около 2,5 мегаджоулей энергии, что составляет около 120 процентов от 2,1 мегаджоулей энергии в лазерах, сказали люди, знакомые с результатами, добавив, что данные все еще анализируются.

Диаграмма, показывающая, как National Ignition Facility правительства США экспериментирует с термоядерным синтезом с инерционным удержанием для получения энергии от термоядерной реакции

Министерство энергетики США заявило, что министр энергетики Дженнифер Грэнхольм и заместитель министра по ядерной безопасности Джилл Хруби объявят о “крупном научном прорыве” в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса во вторник. В ведомстве отказались от дальнейших комментариев.

Лаборатория подтвердила, что недавно был проведен успешный эксперимент в ее National Ignition Facility, но сообщила, что анализ результатов продолжается.

“Первоначальные диагностические данные свидетельствуют об еще одном успешном эксперименте в National Ignition Facility. Однако точная добыча все еще определяется, и мы не можем подтвердить, что в настоящее время она превышает пороговое значение”, — говорится в сообщении. “Этот анализ находится в процессе, поэтому публикую информацию”. . . до того, как этот процесс завершится, будет неточным”.

Двое людей, знакомых с результатами, сказали, что выход энергии был больше, чем ожидалось, что привело к повреждению некоторого диагностического оборудования, что усложнило анализ. “Если это подтвердится, мы станем свидетелями исторического момента”, — сказал доктор Артур Таррелл, плазменный физик, чья книга “Звездные строители” описывает усилия по достижению термоядерной энергии. “Ученые изо всех сил пытались показать, что термоядерный синтез может высвободить больше энергии, чем потребляется с 1950-х годов, и исследователи из Лоуренса Ливермора, похоже, наконец и полностью разбили эту десятилетнюю цель”.

National Ignition Facility стоимостью 3,5 миллиарда долларов был в первую очередь предназначен для испытаний ядерного оружия путем имитации взрывов, но с тех пор использовался для продвижения исследований в области термоядерной энергии. В прошлом году он был ближе всего к чистому приросту энергии в мире, когда произвел 1,37 мегаджоулей в результате реакции синтеза, что составляло около 70 процентов энергии в лазерах в тот раз.

При запуске новой стратегии Белого дома в области термоядерной энергетики в этом году конгрессмен Дон Бейер, председатель двухпартийного собрания по термоядерной энергии, назвал эту технологию “Святым Граалем” чистой энергии, добавив: мира из бедности, чем что-либо со времени изобретения огня”.

Большинство исследований в области термоядерного синтеза сосредоточено на другом подходе, известном как синтез с магнитным удержанием, при котором водородное топливо удерживается на месте мощными магнитами и нагревается до экстремальных температур, так что атомные ядра сливаются.

Исторически эта наука выполнялась крупными финансируемыми государством лабораториями, такими как Joint European Torus в Оксфорде, но в последние годы инвестиции также хлынули в частные компании, обещающие создать термоядерную энергию в 2030-х годах.

По данным Fusion Industry Association, за 12 месяцев до конца июня компании, занимающиеся термоядерной промышленностью, привлекли инвестиции в размере 2,83 млрд долларов США, в результате чего общий объем инвестиций частного сектора на сегодняшний день достиг почти 4,9 млрд долларов. Николас Хоукер, исполнительный директор стартапа First Light Fusion из Оксфорда, который разрабатывает подход, аналогичный тому, который используется в NIF, назвал потенциальный прорыв “изменяющим правила игры”.