Безграничная энергия ядерного синтеза стала на шаг ближе благодаря эксперименту с горящей плазмой. Мы могли бы стать на шаг ближе к коммерчески жизнеспособному производству неограниченной энергии ядерного синтеза.

Безграничная энергия ядерного синтеза стала на один шаг ближе благодаря эксперименту с горящей плазмой.

В январе группа исследователей ядерного синтеза из Национального центра воспламенения (NIF) впервые в истории добилась самонагревающейся «горящей плазмы», приблизив коммерчески жизнеспособный ядерный синтез на один шаг.

Ядерный синтез, который имитирует метод получения энергии Солнцем и звездами, обладает потенциалом для получения практически безграничной чистой энергии.

Теперь новый анализ плазмы, опубликованный в статье в журнале Nature Physics, раскрывает удивительные новые детали, которые могли бы помочь научному сообществу наконец достичь святого грааля ядерного синтеза — чистого производства энергии.

Анализируя первую в мире горящую плазму NIF

С 2009 года ученые NIF используют массив из 192 лазеров для стрельбы высокоэнергетическими импульсами по небольшой топливной капсуле, состоящей из дейтерия и трития. Исследователи используют разрушительный, интенсивный нагрев лазеров, чтобы заставить атомы сплавиться в гелий и высвободить огромное количество энергии.

Ранее в этом году исследователи NIF опубликовали исследование, в котором подробно описывалось, как они могли бы достичь самонагревающейся «горящей плазмы», что позволило бы им покончить с лазерами, создав самоподдерживающийся источник тепла и энергии. Во время своих экспериментов они создавали горящую плазму всего на несколько наносекунд, но этого было достаточно, чтобы собрать некоторую важную и удивительную информацию о ее свойствах.

Теперь новый анализ этого процесса, получившего название инерциальный термоядерный синтез (ICF), показывает, что он ведет себя неожиданным образом. Исследователи обнаружили, например, что ионы внутри их горящей плазмы обладают более высокой энергией, чем предсказывали их модели.

“Это означает, что ионы, подвергающиеся термоядерному синтезу, обладают большей энергией, чем ожидалось при наиболее эффективных выстрелах, что не предсказывается — или может быть предсказано — обычными кодами радиационной гидродинамики, используемыми для моделирования взрывов ICF”, — пояснил Аластер Мур, ведущий автор новой статьи, в заявлении для прессы.

Шаг к «надежному и воспроизводимому зажиганию»

Исследователи сравнили неожиданное поведение с эффектом Доплера, который приводит к изменению тона полицейской сирены, когда она подъезжает ближе, а затем дальше от слушателя.

В конечном счете, команда считает, что понимание необычного поведения может помочь научному сообществу на важный шаг приблизиться к достижению чистой энергии ядерного синтеза, при которой термоядерный реактор будет производить больше энергии, чем требуется для его запуска в первую очередь.

«Понимание причины такого отклонения от гидродинамического поведения может быть важным для достижения надежного и воспроизводимого воспламенения», — написала команда в статье.

Ядерный синтез может однажды устранить нашу зависимость от ископаемого топлива, производя практически бесконечную энергию тем же методом, что и звезды. Хотя многие компании заявляют, что находятся на пороге производства коммерчески жизнеспособной энергии ядерного синтеза, мы все еще, вероятно, далеки от этого, поскольку ключевые препятствия, связанные с использованием этой энергии с помощью чрезвычайно мощных магнитов, все еще стоят на пути.

Тем не менее, большие прорывы в этом году включают в себя производство горящей плазмы NIFs и исследования ученых Принстонского университета, которые точно определили происхождение процесса, который может повредить реакторы ядерного синтеза токамак.