Лазеры и горящая плазма: ученые из США установили рекорд термоядерного синтеза
15:15 28/01/2022
Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Северной Калифорнии провели рекордный эксперимент по ядерному синтезу. Им удалось добиться выделения 1,3 мегаджоулей энергии за 100 триллионных долей секунды на Национальном объекте зажигания (NIF), сообщает Live Science.
NIF – научный комплекс для создания инерциального управляемого ядерного синтеза, который состоит из 192 мощных лазеров. Уникальный эксперимент был проведен в 2021 году, а в январе 2022 года ученые рассказали, как смогли добиться успеха.
Так, в качестве мишени для лазеров была использована топливная капсула с водородной плазмой. Ученые подчеркнули, что для выполнения задачи был крайне важен точный расчет размеров и формы как капсулы, так и цилиндра, где она находилась.
Исследователи рассказали, что реакция выделила так много энергии, так как сам процесс синтеза раскалил оставшееся топливо до состояния плазмы. А затем горячая плазма обеспечила дальнейшую реакцию синтеза.
«Горящая плазма – это когда нагрев от реакций синтеза становится доминирующим источником и производит больше тепла, чем требуется для инициирования или запуска синтеза», – пояснила Энни Критчер, физик из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL).
Известно, что процесс ядерного синтеза питает такие звезды, как Солнце. Люди освоили процесс ядерного деления, расщепляя тяжелые атомные ядра для выработки энергии. Ядерный синтез, напротив, высвобождает огромное количество энергии, когда атомные ядра «сплавляются».
Простейшие типы термоядерного синтеза подпитываются водородом. Ученые надеются, что со временем ядерный синтез удастся «приручить» и превратить в источник относительно чистой энергии, используя водород, который в изобилии присутствует в Мировом океане.
Однако для реакции синтеза требуется огромное давление. Воссоздать его в лабораторных условиях на Земле невозможно. Но ученые обнаружили, что данную реакцию можно провести при очень высокой температуре (по мере увеличения температуры газа возрастает и давление, и наоборот, согласно закону Гей-Люссака).
В ходе эксперимента ученые воздействовали на крошечную гранулу водорода с помощью 192 мощных лазеров. Применяемый ими подход называется «инерционным удержанием».
В результате им удалось достичь необычайно высоких энергетических показателей, хотя и на очень короткий срок. Ученые полагают, что в ходе будущих исследований им удастся добиться еще более впечатляющих результатов.
Ранее сообщалось, что токамак EAST в Китае разогрелся в пять раз сильнее Солнца. Он достиг 70 миллионов градусов по Цельсию.
Читайте также:
Подробнее в сюжете: Мир науки
