создайте профиль
Исследователи, наконец, получили больше энергии от реакции синтеза, чем вложили
Ученые из Калифорнии сделали шаг вперед в освоении ядерного синтеза, который может однажды привести к чистой и неограниченной энергии.
Синтез, процесс, питающий Солнце и другие звезды, включает в себя расщепление ядра и высвобождение энергии. Это главный принцип работы атомной бомбы и атомной энергетики в целом.
Однако до этого момента перед исследователями стояла неразрешимая проблема. Энергия, высвобождающаяся в результате реакции, была ничтожной по сравнению с огромным количеством энергии, необходимой для запуска процесса.
Рукоять, охлаждающаяся криогеном, используемая в лазерном эксперименте.
Капсула из дейтерия и трития со сферой в центре полого цилиндра. Исследователи утверждают, что нашли ключ к ядерному синтезу как новому способу выработки электроэнергии.Однако в лабораторных экспериментах, описанных учеными из Соединенных Штатов, это препятствие было преодолено. Опубликовав отчет в Nature, исследователи заявили, что они первыми получили от реакции синтеза больше энергии, чем было ею поглощено.
Они зафиксировали 192 лазерных луча в точке, меньшей толщины человеческого волоса, чтобы сгенерировать достаточно энергии для сжатия крошечной капсулы с топливом в 35 раз.
В ноябре 2013 года реакция длилась меньше миллиардной доли секунды, в результате выделилась энергия, равная двум батарейкам АА (около 17000 Дж). Этот «скромный», как говорит команда, выход оказался больше, чем потраченные 9 000-12 000 Дж топлива.
В этом случае лазеры должны произвести около 1,9 млн. Дж энергии (а это небольшой автомобильный аккумулятор) и при этом потребить только 9 000-12 000 Дж.
Последние эксперименты NIF, один в сентябре прошлого года , а другой в ноябре, стали первыми доказательствами того, что частицы «оставляют после себя энергию
Ядерный синтез представляет собой процесс, при котором ядра дейтерия и трития, изотопы, полученные из водорода, соединяются вместе, чтобы создать более тяжелые частицы. В теории энергия, вырабатываемая за счет слияния, не оставляет опасных отходов и не загрязняет атмосферу. А топливо можно найти в изобилии в морской воде, которая занимает более две трети планеты.
Этот процесс требует экстремальных температур и давления, как на Солнце и других активных звездах. Чтобы добиться этого, Харрикейн и его команда направили свои лазеры в золотой цилиндр 2 мм в диаметре, покрытый с внутренней стороны застывшим слоем топлива из дейтерия и трития. Свет, проходящий с одной стороны, был переориентирован в рентгеновские лучи, что привело к сокращению, как если бы мяч для баскетбола уменьшали до размеров горошины. Процесс генерирует давление в 150 млрд раз сильнее, чем давление, оказываемое атмосферой Земли, и плотностью в 2,5-3 раза большей, чем в солнечном ядре.
Комментируя полученные результаты, исследователь Марк Херрманн (Mark Herrmann) из Научного центра импульсной мощности в Альбукерке сказал, что это «значительный шаг вперед».
Зульфикар Нажмудин (Zulfikar Najmudin), плазменный физик из Имперского колледжа, говорит: «Эти результаты стали огромным облегчением для ученых из NIF, которые планировали достичь его еще несколько лет назад».
Есть два научно-исследовательских пути в термоядерной энергии. Первым пошел NIF, он использует лазеры, другой использует крупномасштабные магнитные поля. Этот метод приспособили к Международному термоядерному экспериментальному реактору, €15-миллиардному проекту на юге Франции, его должны ввести в эксплуатацию в 2019 году.
