Учени успешно повториха исторически пробив в термоядрения синтез
Учени от Калифорния, които изстрелват близо 200 лазера към цилиндър, съдържащ капсула с гориво с размерите на семенце от чушка, са направили още една важна стъпка в търсенето на енергия от термоядрен синтез. Aко бъде овладян, този процес би могъл да осигури на света почти неограничен източник на чиста енергия, пише CNN и разказва:
„Миналата година в една декемврийска сутрин учените от калифорнийската National Ignition Facility (NIF) към Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) успяват за първи път в историята да предизвикат реакция на термоядрен синтез, при която се освобождава повече енергия, отколкото се използва, в самия процес, наречен "запалване".
Според доклад на LLNL от декември учените са успели да възпроизведат „запалването“ поне три пъти през тази година. Този успех бележи още една важна стъпка в това, което един ден може да се превърне във важно решение на глобалната климатична криза, предизвикана основно от изгарянето на изкопаеми горива.
От десетилетия учените се опитват да използват енергията на термоядрения синтез, като по същество пресъздадат силата на слънцето на Земята. След като миналата година те успяват да направят пробив, следващата важна стъпка е да се докаже, че процесът може да бъде повторен.
Брайън Апелбе, научен сътрудник от Центъра за инерционни изследвания на термоядрения синтез към лондонския Imperial College, посочва, че възможността за възпроизвеждане демонстрира "устойчивостта" на процеса, показвайки, че той може да бъде постигнат дори когато се променят условията, като например лазера или горивната пелета.
Всеки експеримент също така дава възможност за подробно изучаване на физиката на запалването, казва Апелбе пред CNN и добавя:
"Това предоставя ценна информация на учените при решаването на следващото предизвикателство, което трябва да бъде преодоляно: как да се максимизира енергията, която може да бъде получена."
За разлика от ядреното делене - процесът, използван в днешните ядрени централи по света, който се генерира чрез разделяне на атомите - термоядреният синтез не оставя наследство от дълготрайни радиоактивни отпадъци. Тъй като климатичната криза се ускорява, а необходимостта човечеството да се откаже от нагряващите планетата изкопаеми горива нараства, перспективата за неизчерпаем източник на безопасна и чиста енергия е изключително примамлива.
Ядреният синтез, реакцията, която захранва Слънцето и други звезди, включва разбиване на два или повече атома, за да се образува един по-плътен, в процес, при който се освобождават огромни количества енергия.
Съществуват различни начини за създаване на енергия от термоядрен синтез, но учените от екипа на NIF изстрелват масив от близо 200 лазера към гранула от водородно гориво в диамантена капсула с размерите на семенце от чушка, която се намира в златен цилиндър. Лазерите нагряват външната страна на цилиндъра, създавайки поредица от много бързи експлозии, при които се генерират големи количества енергия, събрана под формата на топлина.
Енергията, произведена през декември 2022 г., е малка - необходими са около 2 мегаджаула за захранване на реакцията, при която са освободени общо 3,15 мегаджаула, достатъчни за кипването на около 10 чайника вода. Но това е достатъчно, за да се осъществи успешно запалване и да се докаже, че лазерният синтез може да създава енергия.
Оттогава учените са го правили още няколко пъти. На 30 юли лазерът на NIF доставя малко над 2 мегаджаула на мишената, което води до 3,88 мегаджаула енергия - най-високият им добив, постигнат до момента. Два последващи експеримента през октомври също водят до нетни печалби на енергия.
"Тези резултати демонстрираха способността на NIF да произвежда последователно енергия от термоядрен синтез на нива от няколко мегаджаула", се казва в доклада.
Все още обаче има много дълъг път, докато ядреният синтез достигне мащабите, необходими за захранване на електрически мрежи и отоплителни системи. Сега вниманието е насочено към надграждане на постигнатия напредък и намиране на начини за значително увеличаване на проектите за термоядрен синтез, както и значително намаляване на разходите.
По време на срещата на върха за климата COP28 в Дубай американският пратеник по въпросите на климата Джон Кери стартира международен план за ангажиране на повече от 30 държави с цел стимулиране на ядрения синтез за справяне с климатичната криза.
"Ядреният синтез има потенциал да направи революция в нашия свят, да промени възможностите пред нас и да осигури на света изобилна и чиста енергия без вредните емисии на традиционните енергийни източници", заявява Кери по време на срещата за климата.
През декември Министерството на енергетиката на САЩ обявява инвестиция в размер на 42 млн. долара в програма, обединяваща множество институции, включително LLNL, за създаване на "центрове", фокусирани върху развитието на термоядрения синтез.