Bestfilez.net - новости мира Hi-tech
03.02.23  
Наука

Самый мощный в мире лазер запустил революционную термоядерную реакцию

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии совершили крупный прорыв в области ядерного синтеза, "заронив надежду на создание нового источника энергии без выбросов углерода".

В своей работе команда использовала самый мощный в мире лазер для запуска реакции термоядерного синтеза, в результате которой было получено больше энергии, чем потребовалось для ее создания, что стало исторической вехой в поисках экологически чистого источника ядерной энергии. Ядерный синтез давно рассматривается как потенциальное решение мировых энергетических проблем, поскольку он может обеспечить изобилие электроэнергии без выброса парниковых газов и образования долговечных ядерных отходов.

Это историческая веха в поисках экологически чистого источника ядерной энергии.
Это историческая веха в поисках экологически чистого источника ядерной энергии.

Как они это сделали?

Команда из Лаборатории Лоуренса Ливермора использовала метод инерциального удержания в Национальной установке зажигания (NIF), чтобы направить 192 лазера на крошечную сферу дейтерий-тритиевого топлива, генерируя рентгеновское излучение внутри золотой банки и взрывая сферу топлива. Лазеры передали 2,1 мегаджоуля энергии и получили в ответ 3,15 мегаджоуля, что позволило достичь коэффициента усиления энергии термоядерного синтеза выше 1. Этот результат был подтвержден диагностическими инструментами, разработанными Центром плазменной науки и термоядерного синтеза (PSFC) Массачусетского технологического института. Спектрометр нейтронов магнитной отдачи (MRS) PSFC был одной из ключевых систем, использованных для измерения абсолютного выхода нейтронов из эксперимента, поскольку он может точно интерпретировать сигналы нейтронов от имплозии.

Исследователи по всему миру работают над достижением термоядерного зажигания и получения энергии в лабораторных условиях с конца 1950-х годов, признавая это главной задачей 21 века. Чтобы достичь зажигания, мощность внутреннего термоядерного нагрева должна быть достаточно сильной, чтобы преодолеть процессы, которые охлаждают термоядерную плазму, создавая петлю положительной обратной связи, которая быстро повышает температуру плазмы. Метод инерциального удержания, который используют исследователи NIF (National Ignition Facility), может инициировать "распространение горения топлива" в окружающее плотное и холодное топливо, что приводит к получению энергии от термоядерного синтеза.

Что это означает для будущего?

Достижение лаборатории Лоуренса Ливермора приближает мечту о ядерном синтезе как жизнеспособном источнике энергии к реальности, но важно отметить, что до коммерческого применения технологии еще около 20-30 лет. Такие сроки выводят термоядерный синтез за рамки значительного использования для достижения мировых целей по нулевым выбросам к 2050 году, что означает, что термоядерный синтез может стать безуглеродным источником энергии будущего, но не текущего глобального энергетического перехода.

Тем не менее, команда из Лаборатории Лоуренса Ливермора намерена продолжать расширять границы возможного в ядерном синтезе. Для этого им необходимо усовершенствовать использование лазера и продолжать увеличивать количество энергии, вырабатываемой в ходе реакции. Для этого потребуется много точной калибровки, а также, возможно, модернизация самой установки, что потребует финансирования и одобрения со стороны Министерства энергетики.

Артур Пак, руководитель диагностики в эксперименте, рассказал о значении достижения команды в интервью Bloomberg News: "Вы можете работать всю свою карьеру и никогда не увидеть этого момента. Вы делаете это, потому что верите в цель, и вам нравится вызов. Когда люди собираются вместе и работают коллективно, мы можем делать удивительные вещи".

Конечная цель - сделать процесс ядерного синтеза более простым, легким и воспроизводимым.

Следующее испытание термоядерного синтеза команда из лаборатории Лоуренса Ливермора планирует провести в феврале, а в последующие месяцы запланировано еще несколько экспериментов. Перед Паком и его коллегами-исследователями сейчас стоит сложная задача надежно повторить этот процесс со все более высоким выходом энергии. Конечная цель - сделать процесс ядерного синтеза более простым, легким и повторяемым, чтобы его можно было проводить не один раз в день. Это невероятный научный и инженерный вызов, но команда более чем готова его принять.

Потенциал ядерного синтеза как источника энергии захватывает научное воображение уже несколько десятилетий. Он уже используется для придания разрушительной силы современному ядерному оружию, но мы мечтаем приручить его для использования в гражданской энергетике. Последнее открытие еще на один шаг приближает нас к использованию энергии ядерного синтеза в качестве практичного и надежного источника энергии для домов, предприятий и целых сообществ. Потенциал этого открытия для революции в способах получения и использования энергии поистине захватывающий и открывает большие перспективы для более чистого и устойчивого будущего.


Опубликовано 28 Декабрь 2022

Новости Hi-tech
Яндекс.Метрика

sitemap sitemap.xml
Сайт сделан на SiNG cms © 2010-2020