Підтверджено: ядерний синтез дав більше енергії, ніж було витрачено

Вчені підтвердили, що реакція термоядерного синтезу змогла дати більше енергії, ніж було витрачено. Про важливий прорив у цій галузі було оголошено наприкінці 2022 року, тепер його вдалося підтвердити. Крім того, серія статей вказала на повторне нагрівання системи, яке може призвести до горіння плазми, що самопідтримується, повідомляє IFLScience.

У зірках постійно відбувається термоядерний синтез. Легші елементи, зазвичай водень, зливаються з важчими. Ця реакція вивільняє багато енергії, яка живить зірки. В результаті Сонце, наприклад, ділиться частиною цієї енергії і підтримує життя на Землі.

З того часу, як у минулому столітті люди визначили механізм, що лежить в основі ядерного синтезу, постало питання про те, чи можемо ми підтримувати його на нашій планеті. І поки що це вдавалося зробити доволі умовно.

У лабораторії неможливо відтворити умови, які існують усередині зірок: величезний тиск і високі температури, які змушують елементи зливатися, вивільняючи енергію.

Щоб зробити це потрібні величезні запаси енергії. І довгий час основним завданням таких експериментів було отримати в результаті термоядерного синтезу енергії більше, ніж було витрачено нею.

Вперше це вдалося зробити під час експерименту National Ignition Facility (NIF). Цей підхід відомий як інерційний синтез. Потужні лазери направляються в капсулу (відому як хольраум), що містить кульку, що містить два типи важкого водню. Лазери взаємодіють із хольраумом, випускаючи неймовірну кількість рентгенівських променів, які потрапляють на паливо, запускаючи процес термоядерного синтезу.

5 грудня 2022 року система випустила 3,1 мегаджоуля термоядерної енергії. Враховуючи, що для лазерного імпульсу потрібно 2,05 мегаджоуля, система виробляла понад 150% енергії, необхідної для її запуску.

І подолання «наукової точки беззбитковості» - це справді прорив, але до запуску повномасштабної станції цього недостатньо. Щоб такий запуск мав сенс, станція має віддавати щонайменше в 10 разів більше енергії, ніж було витрачено.

Тому вчені вирішили докладно вивчити те, що сталося, коли стався прорив. Вони помітили, що термоядерний синтез призвів до повторного нагрівання хольрауму до енергії, яка перевищує ту, яку міг би забезпечити лазер.

Здатність створювати плазму, що стабільно горить, може стати поворотним сценарієм для впровадження інерційного синтезу в реальну електростанцію.

Раніше інженери американського Університету Вісконсін-Медісон розробили новий спосіб покриття внутрішніх стінок термоядерного реактора, щоб зробити його компактнішим, а також полегшити обслуговування та ремонт.