Как ученые получили первый в истории термоядерный синтез на самой большой и мощной лазерной установке в мире
Лазерные технологии 27.12.2022 Комментарии к записи Как ученые получили первый в истории термоядерный синтез на самой большой и мощной лазерной установке в мире отключеныАмериканское министерство энергетики объявило, что на самой большой и мощной лазерной установке в мире National Ignition Facility (NIF) впервые в истории был «зажжен» реальный термоядерный синтез.
Почти 70 лет исследователи разных стран пытаются построить термоядерный реактор. Иногда им все-таки удавалось запустить реакцию, но полученная энергия всегда была меньше той, которую потратили на работу установки.
Но в декабре 2022 года исследователи из NIF сфокусировали лазер мощностью 2,05 МДж на крошечной капсуле термоядерного топлива и вызвали реакцию, которая произвела 3,15 МДж энергии. Это, конечно, не очень много, но зато в полтора раза больше, чем было затрачено.
В сильно упрощенном описании работа установки выглядит так: лазер, расположенный в комплексе размером с три футбольных поля, излучает мощный инфракрасный импульс длительностью в несколько наносекунд, разделенный на 192 луча. Они фокусируются на цели – маленькой золотой сфере, содержащей алмазную топливную капсулу размером с перчинку.
Нагретое до миллионов градусов золото испускает рентгеновские лучи, которые испаряют оболочку. Топливо при этом сильно сжимается и вспыхивает – в нем начинается реакция синтеза. Если все сделано правильно, тепло от первой вспышки вызывает дальнейшее горение. Самоподдерживающаяся реакция длится, пока не закончится топливо.
Ученым NIF удалось «поджечь» синтез (пусть и всего на доли секунды), и это, несомненно, большой прорыв. Но все-таки стоит упомянуть и о минусах. Во-первых, чтобы лазер выдал вспышку мощностью 2 МДж, исследователям пришлось затратить буквально сотни мегаджоулей энергии. Даже самые совершенные лазеры сегодня не обладают столь большим КПД. То есть говорить о том, что термоядерный синтез стал безубыточным, пока очень рано.
Термояд в России
В России есть аналог NIF — причем куда более мощный. В саровском ядерном центре готовится к запуску лазерная установка для экспериментов по управляемому термоядерному синтезу УФЛ-2М. Общая подводимая к мишени энергия достигает 4,6 мегаджоуля.
Подробнее: https://www.m24.ru/articles/nauka/21122022/533581
