Первый в истории контролируемый эксперимент по синтезу, производящий больше энергии от синтеза, чем лазерная энергия, используемая для его привода, был проведен на Национальном объекте зажигания (NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) 5 декабря-прорыв, который был сделан десятилетиями.
Целевая камера в NIF (Изображение: LLNL)
Ядерный синтез-это процесс, при котором два легких ядра объединяются в одно более тяжелое ядро, высвобождая большое количество энергии. LLNL использует лазеры для индуцирования синтеза в лабораторных условиях с 1960-х годов, построив серию все более мощных лазерных систем в калифорнийской лаборатории и приведя к созданию NIF, описанного как самая большая и самая энергетическая лазерная система в мире. Объект использует мощные лазерные лучи для создания температур и давлений, подобных тем, которые встречаются в ядрах звезд и гигантских планет-и внутри ядерных взрывов.
Эксперимент 5 декабря использовал 192 лазерных луча, чтобы доставить более 2 миллионов джоулей (МДж) ультрафиолетовой энергии на топливную гранулу дейтерия-трития для создания так называемого термоядерного воспламенения-также называемого научным энергетическим безубытком. Достигнув выхода 3,15 МДж энергии синтеза от доставки 2,05 МДж на топливную мишень, эксперимент впервые продемонстрировал фундаментальную научную основу для энергии инерциального замкнутого синтеза (IFE).
Об этом достижении было объявлено совместно Министерством энергетики США (МЭ) и Национальным управлением по ядерной безопасности (НУЯБ) МЭ.
"Это знаменательное достижение для исследователей и сотрудников Национального центра зажигания, которые посвятили свою карьеру тому, чтобы термоядерное зажигание стало реальностью, и эта веха, несомненно, зажжет еще больше открытий",-сказала министр энергетики США Дженнифер Гранхольм.
Это меняющая игру, улучшающая мир, спасающая жизни история, разворачивающаяся в реальном времени. Абсолютно удивительно, сказала она в Твиттере.
Выступая в прямом эфире, администратор НУЯБ Джилл Хруби сказала, что эксперимент ознаменовал « первые предварительные шаги к источнику чистой энергии, который может революционизировать мир ». Помимо его потенциального применения для обеспечения изобилия чистой энергии, этот прорыв будет также способствовать укреплению ядерной безопасности, поскольку лабораторные эксперименты на основе синтеза могут помочь оборонной программе США сохранить уверенность в своем сдерживании без необходимости проведения испытаний, укрепляя тем самым свою убедительность и продвигая цели нераспространения.
"Стремление к термоядерному воспламенению в лаборатории является одной из самых значительных научных задач, когда-либо решавшихся человечеством, и ее достижение-это триумф науки, техники и, прежде всего, людей",-сказал директор ЛЛНЛ Ким Будил. Преодоление этого порога-это видение, которое на протяжении 60 лет является движущей силой целенаправленных усилий-непрерывного процесса обучения, накопления, расширения знаний и потенциала, а затем поиска путей преодоления возникающих новых проблем. Это проблемы, для решения которых были созданы национальные лаборатории США.
Инерционная локализация является одним из двух основных экспериментальных подходов к ядерному синтезу, которые в настоящее время изучаются. Магнитный термоядерный синтез использует сильные магнитные поля для удержания горячей плазмы в защитной оболочке, такой как токамак. Ранее в этом году администрация США объявила о"десятилетнем видении" ускорения энергии синтеза на основе систем токамак, и министерство энергетики заявило, что в настоящее время оно возобновляет широкомасштабную, скоординированную программу IFE в США. "В сочетании с инвестициями частного сектора, есть большой импульс для ускорения прогресса в направлении коммерциализации синтеза",-говорится в нем.
Фундаментальная технология магнитного синтеза более развита, чем для IFE, сказал Будил, но достижения NIF можно рассматривать как"фундаментальный строительный блок" энергосистемы инерционного синтеза. "Очень значительные препятствия" как в науке, так и в технологии еще предстоит преодолеть, но"при согласованных усилиях электростанцию можно было бы построить за несколько десятилетий",-сказала она.
Исследователь и автор World Nuclear News
