Прорыв в термоядерной энергетике: впервые получили больше энергии, чем потратили
Американские ученые объявили о достижении первого в мире термоядерного воспламенения (зажигания). Об успешном эксперименте сообщила Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.
Министерство энергетики США и Национальное управление по ядерной безопасности объявили сегодня об открытии термоядерного воспламенения в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL). Эксперимент, в котором впервые в термоядерной энергетике было получено больше энергии, чем затрачено, был проведен 5 декабря.
BREAKING NEWS: This is an announcement that has been decades in the making.
On December 5, 2022 a team from DOE's @Livermore_Lab made history by achieving fusion ignition.
This breakthrough will change the future of clean power and America’s national defense forever. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ
- U.S. Department of Energy (@ENERGY) December 13, 2022
В эксперименте, проведенном в LLNL, ученые затратили 2,05 Мдж энергии, чтобы запустить термоядерную реакций и получить 3,15 МДж выходной энергии в результате термоядерного синтеза. Это первая демонстрация термоядерного воспламенения - точки, в которой реакция становится самоподдерживающейся, поскольку вырабатываемой энергии становится достаточно для поддержания работы системы.
Термоядерный синтез - это процесс, при котором два легких атомных ядра объединяются в одно более тяжелое, высвобождая большое количество энергии. В 1960-х годах группа ученых-первопроходцев из LLNL выдвинула гипотезу о том, что лазеры можно использовать для индукции термоядерного синтеза в лабораторных условиях. Ученые развивали эту идею - термоядерный синтез с инерционным удержанием - в лаборатории в течение почти 60 лет.
Энергия лазера Национального центра зажигания преобразуется в рентгеновские лучи внутри хольраума, которые затем сжимают топливную капсулу до тех пор, пока она не взорвется. Изображение: LLNL
Чтобы реализовать эту концепцию, в лаборатории строили все более и более мощные лазерные системы. Современная экспериментальная установка по размеру соответствует спортивному стадиону. Внутри установки мощные лазерные лучи создают температуры и давления, подобные тем, которые возникают в ядрах звезд и планет-гигантов, а также внутри взрывающегося ядерного оружия, отмечают ученые.
Чтобы создать термоядерное зажигание, энергия лазера преобразуется в рентгеновские лучи внутри хольраума - полости, стенки которой находятся в радиационном равновесии с излучаемой энергией внутри полости. После этого топливная капсула сжимается до тех пор, пока она не взорвется, создавая плазму высокой температуры и высокого давления.
Исследователи считают, что первое в мире достижение термоядерного зажигания открывает новую эру в развитии энергетики.