Американска лаборатория е на крачка от пробив в областта на термоядрения синтез

Американски научен институт е на прага на постигането на дългогодишна цел в областта на изследванията на ядрения синтез. Националната запалителна инсталация (National Ingnition Institute/ NIF) използва мощен лазер за загряване и компресиране на водородно гориво, като инициира термоядрен синтез.

Експериментът предполага, че целта "запалване", която се случва, когато енергията, освободена при сливане, надвишава енергията, освободена от лазера, сега е много близко. Използването на термоядрен синтез, процес, който захранва слънцето, може да осигури неограничен и чист източник на енергия. В процес, наречен  ядрен инерционен синтез, 192-те лъча на лазера на NIF - най-високоенергийният лазер в света-  са изпратени в капсула с размера на грахово зърно, съдържаща деутерий и тритий, които са различни форми на елемента водород.

Това компресира горивото до плътност 100 пъти по-голяма от тази на оловото и го загрява до 100 милиона градуса по Целзий - температура по-висока от тази в центъра на Слънцето. Тези условия помагат да се стартира термоядрен синтез.

Експериментът, проведен на 8 август, даде 1,35 мегаджаула (MJ) енергия - около 70% от лазерната енергия, постъпваща в горивната капсула. Постигането на запалване означава получаване на енергия, която е по-голяма от 1,9-те MJ, вкарани с лазера.

Като доказателство за напредъка ефективността на експеримента този месец е осем пъти над предишния рекорд на NIF, установен през пролетта на 2021 г., и 25 пъти над този от експериментите, проведени през 2018 г. Учените от NIF също вярват, че сега са постигнали нещо, наречено "изгаряща плазма", където самите реакции на синтез осигуряват топлината за повече синтез. Това е жизненоважно за превръщането на процеса в самостоятелен.

Съществуващата ядрена енергетика разчита на процес, наречен делене, при който тежък химичен елемент се разпада, за да произведе по-леки. Синтезът работи, като комбинира два леки елемента, за да направи един нов по-тежък елемент.

NIF е един от няколкото проекта по света, насочени към разработване на изследвания в областта на термоядрения синтез. Те включват съоръжението ITER на стойност няколко милиарда евро, което в момента се строи в Кадараш, Франция. ITER ще приложи различен подход от термоядрения синтез използван с лазера в NIF; инсталацията в Южна Франция ще използва магнитни полета за задържане на горещ газ с електрически заряд на плазмата. Тази концепция е известна като сливане с магнитно задържане (MCF). Но ще е необходим още един гигантски скок, за да се създадат търговски жизнеспособни термоядрени инсталации, които могат да захранват електрическата мрежа с енергия.