През месец декември 2022 г. учените от National Ignition Facility

През месец декември 2022 година учените от National Ignition Facility на Съединени американски щати оповестиха исторически крайъгълен камък. За пръв път тяхната реакция на термоядрен синтез, употребяваща лазерно запалване, се е „ изравнила “. Тоест, тя е произвела повече сила, в сравнение с е консумирала.

Но сходен прогрес би трябвало да бъде най-внимателно тестван, а това може да отнеме известно време.

Важно е да се означи, че поредицата от публикации, в които в детайли се разказват пробният дизайн, софтуерните достижения и резултатите от първичната преломна реакция, преди малко минаха през партньорска инспекция. Това значи, че откриватели, които не са взели участие в плана, са създали самостоятелна инспекция на методите и резултатите, с цел да ревизират получените стойности.

„ Това достижение е кулминационната точка на над пет десетилетия проучвания и потвърждава, че е вероятен лабораторен термоядрен синтез, основан на фундаменталните правила на физиката “, пишат в първия от петте документа членовете на екипа Indirect Drive ICF (inertial confinement fusion) Collaboration.

Ядреният синтез

Ако нуклеарният синтез бъде овладян и развъртян, то той може да бъде един несметен и изобилен източник на чиста сила, без да се отделят парникови газове. Каквито се отделят при изкопаемите горива, или радиоактивни боклуци, каквито се отделят при нуклеарното разделяне. Ядреният синтез съставлява обединение на два или повече атома, с цел да се образува по-голям атом, като освен това се освобождава голяма сила.

Тези лабораторни реакции са надалеч от комерсиалните приложения, като единствено в дребен мащаб имитират реакциите на термоядрения синтез, които подхранват нашето Слънце и звездите. Без масата на Слънцето, която да обезпечи гравитационно влияние, методите за синтез на атоми на Земята разчитат на топлината.

В случая на тази съответна технология за термоядрен синтез топлината се обезпечава посредством мощен светлинен подтик. Експериментите включват бомбардиране на капсула, съдържаща едвам 220 микрограма гориво от деутерий и тритий, със 192 мощни лазера, което покачва налягането до 600 милиарда атмосфери и температурата до 151 милиона °C (272 милиона °F).

Тези условия, които надалеч надвишават тези в Слънцето, провокират имплозия на горивото. Атомите на деутерия и трития се сливат в хелий и освобождават сила.

При преломния опит от декември 2022 година лазерите изстрелват 2,05 мегаджаула (MJ) сила в горивото, вследствие на което се освобождават 3,15 MJ. Тоест реакцията е произвела почти 1,5 пъти повече сила, в сравнение с е била доставена в горивото.

В новите отчети в детайли се разказва напредъкът, който е разрешил да се реализира по този начин нареченото „ равнене “ или „ равновесие “. Включително смяна на горивната примес, премахване на недостатъци в стените на капсулата. Както и увеличение на масата на капсулата с размер на грахово зърно. Както и повишение на силата на лазера и увеличение размера на употребяваното гориво.

Преминаването на така наречен предел на запалване сложи началото на нова епоха в проучванията на термоядрения синтез, която от този момент не се е забавила. Учените използваха по-мощни лазери и генерираха още повече сила в границите на няколко опита през предходната година.

Изследователите оповестяват и резултатите от един от тези по-скорошни опити, от средата на 2023 година При него се генерира 3,88 MJ сила от същите 2,05 MJ вложена сила. Или към 1,9 пъти повече от инжектираната сила, което е най-високият резултат досега.

Реалността

Трябва да се има поради обаче, че за зареждането на лазерите в тези опити се употребяват големи количества сила. Това са 500 трилиона вата. Или хиляда пъти повече сила, в сравнение с националната енергийна мрежа на Съединени американски щати създава във всеки един миг. Така че следва дълъг път, преди тези реакции на термоядрен синтез фактически да генерират повече сила, в сравнение с се изразходва за тяхното пускане.

„ Има късмет да се стигне до термоядрен синтез “, споделя Мартин Фрер, нуклеарен физик от Университета в Бирмингам, пред Матю Спаркс от New Scientist. „ Но провокациите, които имаме, са прекомерно съществени от научна позиция. “

Въпреки обещанието за чиста сила, учените също по този начин акцентират, че нуклеарният синтез не е непосредственото решение, от което се нуждаем за превъзмогване на климатичната рецесия.

Бъдещето

Според изследователката на нуклеарния синтез от Манчестърския университет Анека Хан, до основаването на търговски уреди за нуклеарен синтез остават още десетилетия. Докато с цел да променим климата, би трябвало да понижим съвсем на половина световните въглеродни излъчвания през идващите 6 години – до 2030 година

За благополучие, към този момент разполагаме с технологиите за сила от възобновими източници, с цел да реализираме тези цели.