Учените потвърдиха, че е направен голям пробив, който може да проправи пътя за изобилна чиста енергия в бъдеще след повече от половин век изследвания на ядрения синтез.
Изследователи от Националното съоръжение за запалване на САЩ в Калифорния казаха, че експериментите с термоядрен синтез са освободили повече енергия, отколкото е била черпена от огромните, мощни лазери на лабораторията, забележително постижение, известно като запалване или енергийно усилване.
Технологията далеч не е готова да се превърне в жизнеспособни електроцентрали – и не е на път да разреши климатичната криза – но учените приветстваха пробива като доказателство, че силата на звездите може да се използва на Земята.
Д-р Арати Прабхакар, директор по политиката в Службата за наука и технологии на Белия дом, каза: „Миналата седмица те изстреляха куп лазери по пелет от гориво и повече енергия беше освободена от това запалване на термоядрения синтез, отколкото входящата енергията на лазерите. Това е страхотен пример за това какво наистина може да се постигне с постоянство."
Енергията от термоядрения синтез повишава перспективата за изобилна чиста енергия: реакциите не отделят парникови газове, нито странични продукти от радиоактивни отпадъци. Един килограм термоядрено гориво, което се състои от тежки форми на водород, деутерий и тритий, осигурява толкова енергия, колкото 10 милиона килограма изкопаемо гориво. Но са били необходими 70 години, за да се стигне до тази точка.
Говорейки по време на съобщението, Джил Хруби от Националната администрация за ядрена сигурност (NNSA) каза, че „САЩ са направили първата колеблива стъпка към източник на чиста енергия, който може да революционизира света".
Националното съоръжение за запалване е огромен комплекс в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор, близо до Сан Хосе. Той е създаден, за да извършва експерименти, които пресъздават, накратко и в миниатюра, процесите, отприщени в ядрените бомби, което позволява на САЩ да поддържат ядрените си бойни глави без необходимост от ядрени опити.
Но експериментите също са и стъпала към чистата термоядрена мощност. За да постигнат реакциите, изследователите изстрелват до 192 гигантски лазера в дълъг около сантиметър златен цилиндър, наречен hohlraum. Интензивната енергия нагрява контейнера до повече от 3 милиона градуса по Целзий – по-горещо от повърхността на слънцето – и облива с рентгенови лъчи пелета с размер на зърно черен пипер.
Рентгеновите лъчи премахват повърхността от пелетата и предизвикват подобна на ракета имплозия, повишавайки температури и налягания до стойности, наблюдавани само в звезди, гигантски планети и ядрени детонации. Взривът достига скорост от 400 км в секунда и предизвиква сливане на деутерий и тритий. Всяка сливаща се двойка водородни ядра произвежда по-леко хелиево ядро и изблик на енергия според уравнението на Айнщайн E=mc2. Деутерият се извлича лесно от морската вода, докато тритият може да се получи от литий, който се намира в земната кора.
В последния експеримент изследователите напомпват 2,05 мегаджаула лазерна енергия и извличат около 3,15 MJ – приблизително 50% увеличение и знак, че реакциите на синтез в пелета водят до по-нататъшни реакции на синтез. „Производството на енергия отне по-малко време, отколкото е необходимо на светлината, за да измине един инч",
Въпреки това остават огромни препятствия в търсенето на термоядрени електроцентрали. Въпреки че пелетът е освободил повече енергия, отколкото са вложили лазерите, изчислението не включва около 300 мегаджаула, необходими за захранването на лазерите на първо място. NIF лазерите стрелят около веднъж на ден, но една електроцентрала ще трябва да загрява цели 10 пъти в секунда. След това има цена на целите. Тези, използвани в американския експеримент, струват десетки хиляди долари, но за жизнеспособна електроцентрала ще трябва да струват пенс. Друг въпрос е как да изведем енергията като топлина.
Д-р Ким Будил, директор на Националната лаборатория Лорънс Ливърмор, каза, че „с достатъчно инвестиции няколко десетилетия изследвания могат да ни поставят в състояние да изградим електроцентрала. Електроцентрала, базирана на алтернативна технология, използвана в Joint European Torus (JET) в Оксфордшир, може да бъде готова по-рано", добави тя.
„Много малко е вероятно термоядреният синтез в достатъчно кратък срок да повлияе на настоящата ни криза с изменението на климата, така че не трябва да спираме усилията си в това отношение".