Ученые Федеральной Ливерморской Национальной лаборатория имени Лоуренса в Калифорнии совершили прорыв в поисках энергии с нулевым выбросом углерода, впервые добившись чистого прироста энергии в реакции синтеза.
Физики с 1950-х годов стремились использовать реакцию синтеза, которая питает звезды, но никому пока не удавалось произвести больше энергии, чем затрачивалось на процесс.
Предварительно известно, что в Национальной лаборатории Лоуренса добились успеха в термоядерном синтезе с инерционным удержанием, который включает бомбардировку крошечной гранулы водородной плазмы самым большим в мире лазером. Ученые добилась чистого прироста энергии в эксперименте по термоядерному синтезу в течение последних двух недель.
Многие считают, что до создания термоядерных электростанций ученых и инженеров ждут еще десятилетия работы. Однако потенциал этой технологии трудно игнорировать – В результате термоядерных реакций не выделяется углерод, не образуются долгоживущие радиоактивные отходы. Небольшая чашка водородного топлива теоретически могла бы питать дом в течение сотен лет.
Прорыв в США произошел, когда мир борется с высокой стоимостью энергии и пытается избавиться от использования сжигаемого топлива для предотвращения глобальных изменений климата. В рамках Закона о снижении инфляции администрация президента Байдена вкладывает почти $370 млрд в субсидии для низкоуглеродной энергетики, стремясь сократить выбросы.
Реакция синтеза на правительственном объекте в США произвела около 2,5 МДж энергии – почти 120% от 2,1 МДж затраченной энергии лазеров.
Источники Financial Times сообщили об этом неофициально и указали, что данные нуждаются в дальнейшей проверке перед официальным обнародованием.
В то же время Министерство энергетики США заявило, что министр энергетики Дженнифер Грэнхольм и заместитель министра по ядерной безопасности Джилл Хруби объявят о «крупном научном прорыве» в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса во вторник. В ведомстве отказались от дальнейших комментариев. Лаборатория подтвердила, что недавно был проведен успешный эксперимент, но сообщила, что анализ результатов продолжается.
«Первоначальные диагностические данные свидетельствуют об еще одном успешном эксперименте в Национальном центре зажигания. Однако точная цифра позитивной выработки энергии все еще определяется, и мы не можем подтвердить, что в настоящее время она превышает пороговое значение», — говорится в сообщении. «Этот анализ находится в процессе, поэтому публикация информации… до завершения этого процесса была бы неточной».
Люди, знакомые с результатами, указали, что выход энергии был больше, чем ожидалось, что привело к повреждению некоторого диагностического оборудования и усложнило анализ. Источники добавили, что прорыв уже широко обсуждается в научной среде.
«Если это подтвердится, мы станем свидетелями исторического момента», — сказал доктор Артур Таррелл, плазменный физик, чья книга « Звездные строители» описывает усилия по достижению термоядерной энергии. «Ученые изо всех сил пытались показать, что термоядерный синтез может высвободить больше энергии, чем потребляется с 1950-х годов, и исследователи из Ливермора, похоже, наконец и полностью достигли этой многолетней цели».
Национальный центр зажигания стоимостью $3,5 млрд был построен в первую очередь для испытаний ядерного оружия путем имитации взрывов, но с тех пор использовался для исследований в области термоядерной энергии. В прошлом году он был ближе всего к чистому приросту энергии, произведя 1,37 МДж в результате реакции синтеза, что составляло около 70% используемых тогда лазеров.
При запуске новой стратегии Белого дома в области термоядерной энергетики в этом году конгрессмен Дон Бейер, председатель двухпартийного собрания по термоядерной энергии, назвал эту технологию «Святым Граалем» чистой энергии:
«У синтеза есть больший потенциал, чтобы вытащить из бедности больше граждан всего мира, чем у какой-либо технологии с момента изобретения огня».
Николас Хокер, исполнительный директор стартапа First Light Fusion из Оксфорда, который разрабатывает подход, аналогичный тому, который используется в NIF, назвал потенциальный прорыв «меняющим правила игры» и добавил:
«Не может быть ничего более глубокого для термоядерной энергетики».
Большинство исследований в области термоядерного синтеза сосредоточено на другом подходе, известном как синтез с магнитным удержанием, при котором водородное топливо удерживается на месте мощными магнитами и нагревается до экстремальных температур, так что атомные ядра сливаются.
Исторически эта область исследовалась крупными государственными лабораториями, такими как Объединенный Европейский Тор в Оксфорде, но в последние годы инвестиции также хлынули в частные компании, обещающие создать термоядерную энергию в 2030-х годах.
По данным Fusion Industry Association, за 12 месяцев до конца июня компании, занимающиеся термоядерной промышленностью, привлекли $2,83 млрд инвестиций, в результате чего общий объем инвестиций частного сектора на сегодняшний день достиг почти $4,9 млрд.
Источник: Ars Technica