Fusion — это Святой Грааль чистой энергии, и он только что совершил крупный прорыв

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии сделали важный прорыв в технологии ядерного синтеза, которая использует энергию, высвобождаемую при слиянии двух атомов водорода с образованием гелия. 5 декабря они достигли того, что известно как «возгорание», что означает, что в результате реакции синтеза было произведено больше энергии, чем было необходимо для того, чтобы реакция произошла в первую очередь. Это важный шаг вперед для того, что может стать одним из важнейших источников чистой энергии в будущем.

Успешный эксперимент был проведен в Национальном центре зажигания в Ливерморе, штат Калифорния, где находится крупнейшая в мире установка для лазерного синтеза. Ранее в этом месяце лазеры были направлены на крошечный золотой цилиндр, содержащий сферический алмаз, внутри которого находились изотопы водорода дейтерий и тритий. Их нагревали при экстремальных температурах, пока они не объединились, чтобы произвести гелий.

Этот процесс слияния двух или более атомных ядер с образованием одного более тяжелого ядра высвобождает энергию, которую затем можно использовать для выработки электричества. Термоядерный синтез наиболее известен тем, что дает энергию Солнцу и другим звездам, но в будущем его также можно будет использовать для удовлетворения большинства наших потребностей в энергии прямо здесь, на Земле. Это, вероятно, единственная форма чистой энергии на горизонте прямо сейчас, которая может по-настоящему революционизировать наше использование энергии, предоставляя почти безграничные возможности. изобилие энергии.

Это первый известный случай воспламенения, когда выделяется больше энергии, чем идет на реакцию. Несмотря на прорыв, есть ряд проблем, которые необходимо преодолеть, прежде чем электричество в вашем доме будет поступать от термоядерной электростанции.

Во-первых, это технологические проблемы. Объект NIF по-прежнему использует больше энергии из сети, чем получает обратно в виде энергии от реакции. Это должно измениться, а это означает, что эффективность всей операции должна возрасти на порядки. Зажигание — это только первый шаг к коммерческой жизнеспособности. Чтобы термоядерный синтез стал практической реальностью, реакция должна стать действительно самоподдерживающейся, поскольку одна термоядерная реакция приводит в действие другую и еще одну.

Тогда есть стоимость. тритий в частности, дорог и дефицитен, и эти ресурсы даже не учитывают стоимость строительства термоядерной установки. Более того, неясно, какой подход лучше всего подходит для создания цепной реакции синтеза. Лазеры — это всего лишь один из методов управления реакцией, температура которой может достигать миллионов градусов по Цельсию. Магниты — еще один распространенный метод, используемый для создания мощного магнитного поля, удерживающего горячую плазму, вращающуюся вокруг вакуумной камеры, называемой токамак. Огромное разнообразие различных методов слияния предполагает, что требуется гораздо больше экспериментов.

Даже по самым оптимистичным прогнозам термоядерная установка не будет запущена до 2030-х годов. В Министерстве энергетики говорят, что это будет «десятилетия” до того, как коммерческий синтез станет реальностью. Тем не менее, Министерство энергетики надеется запустить пилотную установку к началу 2030-х годов, и вскоре после этого может начаться настоящая работа.

Однако изменение климата уже представляет собой серьезную проблему, поскольку его последствия чувствуется во всем мире. Решением может стать крупный прорыв в области термоядерного синтеза, но скептики правы, указывая на то, что успехи Массачусетского технологического института и Калифорнийского технологического института развиваются недостаточно быстро. Мир ждет их, затаив дыхание. Могут ли они превратить фигуративную солому в золото? Только время покажет, но я, например, считаю, что у них есть все необходимое для этого.