12/12/2022
0Гранула-мишень внутри капсулы hohlraum с лазерными лучами, входящими через отверстия на обоих концах, как показано на иллюстрации. Лучи сжимают и нагревают мишень до необходимых условий для ядерного синтеза. (Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса/AP)
Ученые достигли ключевой вехи в стремлении создать обильную энергию с нулевым выбросом углерода с помощью ядерного синтеза. Но им еще предстоит пройти долгий путь.
Министерство энергетики планирует объявить во вторник, что ученые впервые смогли произвести реакцию синтеза, которая создает чистый прирост энергии – важная веха в многолетнем многомиллиардном стремлении разработать технологию, которая обеспечивает неограниченную, дешевую, чистую энергию.
Целью термоядерных исследований является воспроизведение ядерной реакции, посредством которой энергия создается на Солнце. Это «святой Грааль» безуглеродной энергии, за которым ученые гонялись с 1950-х годов. До коммерческого использования еще по крайней мере десятилетие — может быть, десятилетия — но последнее событие, вероятно, будет рекламироваться администрацией Байдена как подтверждение огромных инвестиций правительства на протяжении многих лет.
Огромные суммы государственных и частных средств были направлены на гонку термоядерного синтеза во всем мире с целью в конечном итоге производства термоядерного оборудования, которое могло бы доставлять электроэнергию в сеть без углеродного следа, без радиоактивных отходов и гораздо меньше ресурсов, чем требуется для использования солнечной и ветровой энергии. Помимо климатических преимуществ, промоутеры говорят, что это может помочь доставить дешевую электроэнергию в бедные части мира.
«Для большинства из нас это был только вопрос времени», — сказал старший ученый по термоядерному синтезу, знакомый с работой Национального центра зажигания в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии, где было сделано открытие.
(Ядерная термоядерная энергия на дюймы ближе к реальности)
О разработке впервые сообщила Financial Times в воскресенье. Это подтвердили два человека, знакомые с исследованием, которые говорили на условиях анонимности, чтобы не опередить официальное объявление. Министр энергетики Дженнифер Гранхольм должна была сделать объявление во вторник на мероприятии для СМИ, объявленном как открытие «крупного научного прорыва».
Департамент и лаборатория отказались от комментариев. Представитель лаборатории сказал, что исследователи все еще завершают свой анализ и не будут публиковать какие-либо официальные результаты до вторника.
Наука о ядерном синтезе основана на столкновении двух атомов друг с другом на невероятно высоких скоростях и преобразовании энергии этой реакции в электричество, которое может питать дома и офисы без выброса углерода в воздух или сброса радиоактивных отходов в окружающую среду.
В течение десятилетий ученые экспериментировали с реакциями синтеза, они до сих пор не смогли создать такую, которая производит больше энергии, чем потребляет. Хотя достижение является значительным, впереди еще есть монументальные инженерные и научные проблемы.
(Закон о сокращении инфляции может подтолкнуть технологии изменения климата в будущее)
Создание чистого прироста энергии требовало участия одного из крупнейших лазеров в мире, а ресурсы, необходимые для воссоздания реакции в масштабе, необходимом для того, чтобы сделать термоядерный синтез практичным для производства энергии, огромны. Что еще более важно, инженерам еще предстоит разработать оборудование, способное по доступной цене превратить эту реакцию в электричество, которое может быть практически развернуто в электросети.
По словам ученых, для создания устройств, которые достаточно велики для создания термоядерной энергии в масштабе, потребуются материалы, которые чрезвычайно трудно производить. В то же время реакция создает нейтроны, которые создают огромную нагрузку на оборудование, создающее ее, так что она может быть разрушена в процессе.
И тогда возникает вопрос, можно ли усовершенствовать технологию вовремя, чтобы повлиять на изменение климата.
Несмотря на это, исследователи и инвесторы в технологии термоядерного синтеза приветствовали прорыв как важное достижение.
«Будет большая гордость за то, что это произошло в Соединенных Штатах», – сказал Дэвид Эдельман, который возглавляет политику и глобальные дела в TAE, крупной частной термоядерной энергетической компании. «Это очень важная веха на пути к термоядерной энергии».
Это происходит в то время, когда администрация Байдена уделяет приоритетное внимание исследованиям в области термоядерной энергетики в своей климатической и энергетической повестке дня. Проекты находятся на переднем крае для десятков миллиардов долларов в виде субсидий и грантов, санкционированных в рамках основного климатического пакета, подписанного Байденом летом, называемого Законом о сокращении инфляции.
За последние несколько десятилетий Соединенные Штаты, Россия и различные европейские страны выделили миллиарды правительственных долларов, пытаясь овладеть наукой, полагая, что если бы они могли, это было бы благом для мира.
