Термоядерная реакция выдала 10 квадриллионов ватт за доли секунды

Это является весомым научным достижением, потому что именно над этим бьются ученые всего мира. Если получится сделать термоядерную реакцию безубыточной, это откроет огромные перспективы для создания чистой энергии.

Ядерный синтез — это процесс, которых проходит в звездах. Он высвобождает огромное количество энергии, когда атомные ядра соединяются вместе в более крупные. Простейшие типы термоядерного синтеза подпитываются водородом, на Земле его можно добывать из воды.

Поскольку звезды огромные, реакция синтеза идет в них при очень высоком давлении, которое создает сильная гравитация. На Земле такое давление невозможно, поэтому реакции синтеза должны происходить при очень высоких температурах, а чтобы добиться такой температуры, надо сначала потратить энергию. Пока все термоядерные реакторы на Земле потребляют больше энергии, чем производят.

Ученые из США в августе прошлого года установили энергетический рекорд для термоядерной реакции — 1,3 мегаджоуля (или 10 квадриллионов ватт) за 100 триллионных долей секунды. Эта мощность равняется примерно 10% всей энергии солнечного света, падающего на Землю каждую секунду.

В недавней статье они рассказали, как им это удалось. Она опубликована в Nature Physics, кратко о ней сообщает Live Science.

Устройство, которое использовали физики и инженеры из Калифорнии, не похоже на токамаки, которые используют чаще всего во время экспериментов с термоядерной реакцией (токамак удерживает плазму с помощью магнитного поля, для создания плазмы используется внешний нагрев). Цепная реакция при термоядерном синтезе может поддерживать сама себя, как это происходит в звездах. Однако в земных аппаратах сложно создать нужную температуру, а если получается, то невозможно удержать плазму долго.

Авторы эксперимента использовали для запуска реакции 192 мощных лазера, направив их в центр крошечного шарика водорода. Эти лазеры сами по себе потребляют огромное количество энергии и могут запускаться только один раз в день.

Исследователи получили необычайно высокий выход энергии хотя бы на очень короткое время. Августовский эксперимент был близок к тому, чтобы получить столько энергии, сколько было потрачено на запуск лазеров. Ученые ожидают, что будущие эксперименты окажутся еще более мощными.

На доли секунды удалось запустить термоядерную реакцию, которая поддерживает себя сама, — создать так называемую горящую плазму. Это было достигнуто за счет специальной формы топливной капсулы (крошечной оболочки из поликарбонатного алмаза, которая окружала водородную таблетку) и полости, в которой она находилась в аппарате (небольшого цилиндра из обедненного урана, облицованного золотом).

«Прорыв позволит лучше понять ядерный синтез, который можно будет использовать в других типах термоядерных реакций, таких как те, что происходят в токамаках», — сказала Энни Кричер, физик из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (Калифорния, США), ведущий автор исследования.