Ядерный синтез:впервые было выделено больше энергии, чем было необходимо для запуска реакции

Соединенные Штаты объявляют о важной вехе в области ядерного синтеза:впервые в истории был достигнут положительный баланс.

• Министерство энергетики США объявило о прорыве в области ядерного синтеза.
• Впервые в истории экспериментов был достигнут положительный баланс вырабатываемой энергии.
• Прежде чем ядерный синтез можно будет использовать в гражданских целях, потребуются десятилетия.

Соединенные Штаты объявляют о прорыве в области ядерного синтеза:впервые это было реакция успешно достигнута с чистым приростом энергии, то есть с большим количеством произведенной энергии, чем было использовано для запуска реакции.Этот рубеж был достигнут американскими учеными из Национального центра зажигания и Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии.

Новость была официально опубликована 13 декабря 2022 года Министерством энергетики США.Результат эксперимента был представлен в виде огромный шаг вперед в исследованиях – уже несколько десятилетий – для получения систем производства энергии посредством ядерного синтеза, источника, считающегося чистым и безопасным, который поможет нашей экономике положить конец зависимости от ископаемое топливо.

Что такое ядерный синтез

Синтез — это ядерная реакция, в которой ядра двух или более атомов соединяются вместе, образуя ядро ​​нового химического элемента, что более или менее противоположно ядерному делению, при котором в результате цепной реакции атомы расщепляются.Распад легких элементов (например, водорода) с образованием более тяжелых элементов. высвобождает огромное количество энергии в процессе.Ученые уже давно пытаются воспроизвести в лаборатории реакцию, вызывающую тепло и свет Солнца и других звезд, чтобы убедиться в наличии у человечества огромного потенциала как устойчивый источник энергии и низкие выбросы углекислого газа.

Чтобы термоядерный синтез стал возможен в лаборатории требуется большое количество входной энергии, способный преодолевать электромагнитное отталкивание ядер.И это всегда было главным препятствием в достижении ядерного синтеза в лаборатории:На сегодняшний день наиболее передовым исследовательским проектом стал прототип Ядерный реактор ИТЭР, который должен завершить экспериментальную фазу в 2035 году и реально вступить в строй только в 2050 году.Слишком поздно, чтобы помочь энергетический переход в сторону более устойчивых источников.

Цель достигнута впервые

В Соединенных Штатах, большая часть работы Исследования в области ядерного синтеза проводятся в Национальной установке зажигания (Ниф) Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии, в здании размером с три футбольных поля.Проект NIF создает энергию за счет ядерного синтеза с помощью так называемого «термоядерный инерционный синтез»:на практике ученые одновременно направляют луч 192 лазеров на крошечный металлический цилиндр, внутри которого находится сферическая капсула диаметром три или четыре миллиметра, состоящая из двух ключевых элементов для получения реакции ядерного синтеза:дейтерий и тритий.Через несколько мгновений температура около 3 миллиона градусов В результате цилиндр расплавился, и два металла, вступив в реакцию, высвободили огромное количество энергии.

В прошлом году НИФ он объявил получить реакция ядерного синтеза с эффективностью 70 процентов, то есть способный производить 70 процентов энергии, используемой для запуска самой реакции.Хороший результат, но все еще в диапазоне отрицательного баланса.С сегодняшним объявлением ядерный синтез для гражданских целей это могло быть ближе.Как уже упоминалось, исследователи получили: впервые в истории экспериментов в этой области, больше энергии от реакции ядерного синтеза, чем вложено.

Но мы еще далеки от обеспечения электроэнергией наших домов.

Хорошие новости, короче.Но будьте осторожны:тебе нужно подождать еще долго прежде чем эта технология сможет обеспечить электроэнергией наши дома.Основная задача использования энергии термоядерного синтеза заключается в том, чтобы обеспечить ее продолжительность в течение определенного периода времени. достаточно времени, чтобы обеспечить электроэнергию электросетями и системы отопления по всему миру.Поворотный момент, объявленный Соединенными Штатами, является шагом вперед в этом направлении, но вверх масштаб, который все еще слишком мал по сравнению с тем, что необходимо для работы даже одной электростанции.Фактически, на данный момент вырабатываемой энергии хватит, чтобы нагреть 10 чайников с водой.

«Они возьмут это десятилетия, чтобы достичь коммерческого использования чистой энергии от ядерного синтеза после эксперимента в Калифорнии», — рассказал Ким Будил, директор Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, где проводились испытания."Есть очень существенные препятствия, «Не только на научном, но и на технологическом уровне», — начал он.«Это было однократное зажигание капсулы, но для получения коммерческой термоядерной энергии нужно многое.Вы должны иметь возможность производить множество событий термоядерного воспламенения в минуту, и у вас должна быть надежная система приводных элементов, чтобы они происходили».Исследователь прогнозирует, что «совместными усилиями и инвестициями, и несколько десятилетий исследований необходимых технологий, мы будем в состоянии построить электростанцию».

В связи с этим не было разъяснений сколько будет стоить реактор способный производить энергию ядерного синтеза.Другие строящиеся проекты дают нам некоторые оценки:Этот процесс должен стоить 13 миллиардов евро, но есть те, кто говорит, что это возможно. легко достичь 30 миллиардов – не говоря уже об огромном количестве энергии, необходимом для продолжения экспериментов.Есть надежда, что, по крайней мере, последнее отныне будет «оплачено» самими экспериментами.