С 200 лазера и горивна капсула с размер на зърно черен пипер, учените се доближават до овладяването на термоядрената енергия
Учените в Калифорния, изстрелвайки близо 200 лазера към цилиндър, съдържащ горивна капсула с размерите на зърно черен пипер, направиха още една стъпка в търсенето на термоядрена енергия, която, ако бъде овладяна, може да предостави на света почти неограничен източник на чиста енергия.
Миналата година една декемврийска сутрин учени от Националното съоръжение за запалване в Националната лаборатория Лорънс Ливърмор в Калифорния (LLNL) успяха за първи път в света да произведат реакция на ядрен синтез, която освобождава повече енергия, отколкото използва, в процес, наречен „ запалване.”
Сега те казват, че са възпроизвели успешно запалване поне три пъти тази година, според доклад от декември на LLNL. Това бележи още една важна стъпка в това, което един ден може да бъде важно решение на глобалната климатична криза, предизвикана основно от изгарянето на изкопаеми горива.
В продължение на десетилетия учените се опитват да използват енергията от термоядрения синтез, като по същество пресъздават силата на слънцето на Земята.
След като постигнаха историческата си нетна печалба миналата година, следващата важна стъпка беше да се докаже, че процесът може да бъде възпроизведен.
Брайън Апелбе, научен сътрудник от Центъра за изследвания на инерционния синтез в Имперския колеж в Лондон, каза, че способността за репликация демонстрира „устойчивостта“ на процеса, показвайки, че може да бъде постигната дори когато условия като лазер или горивна пелета са различни.
Всеки експеримент предлага и възможност за подробно изучаване на физиката на запалването, каза Апелбе пред CNN. „Това предоставя ценна информация на учените за справяне със следващото предизвикателство, което трябва да се преодолее: как да се увеличи максимално енергията, която може да бъде получена.“
За разлика от ядреното делене - процесът, използван днес в световните ядрени централи, който се генерира от разделянето на атоми - ядреният синтез не оставя наследство от дълготрайни радиоактивни отпадъци. Тъй като климатичната криза се ускорява и неотложността от отказ от затоплящи планетата изкопаеми горива нараства, перспективата за изобилен източник на безопасна, чиста енергия е примамлива.
Ядреният синтез, реакцията, която захранва слънцето и други звезди, включва разбиването на два или повече атома заедно, за да се образува по-плътен, в процес, който освобождава огромни количества енергия.
Има различни начини за създаване на енергия от термоядрения синтез, но в NIF учените изстрелват редица от близо 200 лазера срещу топче водородно гориво вътре в диамантена капсула с размерите на зърно черен пипер, самата тя вътре в златен цилиндър. Лазерите загряват външната страна на цилиндъра, създавайки поредица от много бързи експлозии, генерирайки големи количества енергия, събрана като топлина.
Енергията, произведена през декември 2022 г., беше малка — отне около 2 мегаджаула, за да задвижи реакцията, която освободи общо 3,15 мегаджаула, достатъчно за кипене на около 10 чайника вода. Но това беше достатъчно, за да се направи успешно запалване и да се докаже, че лазерният синтез може да генерира енергия.
Оттогава учените са го направили още няколко пъти. На 30 юли лазерът NIF достави малко над 2 мегаджаула към целта, което доведе до 3,88 мегаджаула енергия - най-високият им добив, постигнат до момента, според доклада. Два последващи експеримента през октомври също донесоха нетни печалби.
„Тези резултати демонстрираха способността на NIF постоянно да произвежда енергия от термоядрен синтез на нива от няколко мегаджаула“, се казва в доклада.
Има обаче още много дълъг път, докато ядреният синтез достигне мащаба, необходим за захранване на електрически мрежи и отоплителни системи. Фокусът сега е върху надграждането на постигнатия напредък и измислянето как драстично да се увеличат мащабите на проекти за синтез и значително да се намалят разходите.
На срещата на върха за климата COP28 в Дубай пратеникът на САЩ по въпросите на климата Джон Кери стартира международен план за ангажиране, включващ повече от 30 държави с цел стимулиране на ядрения синтез, за да се помогне за справяне с климатичната криза.
„Има потенциал в термоядрения синтез да революционизира нашия свят и да промени всички опции, които са пред нас, и да осигури на света изобилна и чиста енергия без вредните емисии на традиционните енергийни източници“, каза Кери на климатичната среща.
През декември Министерството на енергетиката на САЩ обяви инвестиция от 42 милиона долара в програма, обединяваща множество институции, включително LLNL, за създаване на „центрове“, фокусирани върху напредъка на термоядрения синтез.
„Използването на енергията от термоядрения синтез е едно от най-големите научни и технологични предизвикателства на 21-ви век“, каза министърът на енергетиката на САЩ Дженифър Гранхолм в изявление. „Сега имаме увереността, че е не само възможно, но и вероятно, че термоядрената енергия може да бъде реалност.“
Ела Нилсен и Рене Марш допринесоха за репортажа
