Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

До ядерного синтеза, возможно, еще десятилетия, но последний прорыв может ускорить его развитие

До ядерного синтеза, возможно, еще десятилетия, но последний прорыв может ускорить его развитие
До ядерного синтеза, возможно, еще десятилетия, но последний прорыв может ускорить его развитие

Ядерный синтез имеет огромные перспективы как источник чистой, обильной энергии, которая могла бы питать мир.

Теперь исследователи термоядерного синтеза в национальной лаборатории в США достигли того, над чем физики работали десятилетиями, — процесса, известного как «зажигание». Этот шаг включает в себя получение большего количества энергии от термоядерных реакций, чем лазер .

Но насколько мы близки к получению энергии из термоядерного синтеза, которая может питать дома людей? В то время как воспламенение является лишь доказательством принципа и первым шагом в очень долгом процессе, другие разработки также находятся в разработке, и вместе они могут вызвать новый энтузиазм в отношении превращения термоядерного синтеза в практическую реальность.

Во-первых, важно признать, что последний результат действительно является важной вехой. Исследователи из Национального центра воспламенения (NIF) в Калифорнии запустили самый большой в мире лазер на капсулу, наполненную водородным топливом , что привело к ее взрыву и запуску термоядерных реакций , имитирующих то, что происходит на Солнце.

Энергия термоядерного синтеза, высвобождаемая при имплозии, была больше, чем энергия, выделяемая лазером, что является огромным достижением, учитывая, что всего несколько лет назад NIF-лазер мог получить только тысячную долю энергии, которую он вложил.

Однако в лазер нужно было вложить примерно в 10 000 раз больше энергии, чем он произвел в световой энергии . Его можно запускать только один раз в день. И каждая мишень настолько изысканно спроектирована, что стоит каждая тысяча долларов.

Чтобы изготовить реактор для работающей электростанции, вам понадобится лазер, который производит световую энергию с гораздо большей эффективностью (несколько десятков процентов) и успешно стреляет по мишеням со скоростью десять раз в секунду, причем каждая мишень стоит несколько пенсов или около того. Кроме того, каждый лазерный выстрел должен был бы производить во много раз — возможно, в 100 раз — больше энергии, чем было вложено.

На самом деле было проведено очень мало исследований по термоядерным «реакторам», где нейтроны от реакций могли бы управлять паровой турбиной для производства электроэнергии. Но есть и другие причины для надежды.

Во-первых, в то время как для достижения воспламенения NIF потребовалось более десяти лет, за тот же период ученые самостоятельно разработали новые лазеры. В них используются электронные устройства, называемые диодами, для передачи энергии лазеру, и они очень и очень эффективны, преобразовывая значительную часть электричества из сети в лазерный свет.

Было доказано, что прототипы таких лазеров работают со скоростью 10 раз в секунду, что необходимо для их использования в термоядерном синтезе. Эти лазеры еще не имеют размера, необходимого для термоядерного синтеза, но технология проверена, и Великобритания лидирует в такого рода исследованиях.

Кроме того, подход к термоядерному синтезу, используемый учеными из NIF, имеет некоторые хорошо известные недостатки, присущие ему, и есть несколько других идей, которые могли бы быть гораздо более эффективными.

Никто не может быть абсолютно уверен, что эти другие идеи сработают, поскольку у них есть свои уникальные проблемы, и они никогда не были опробованы в больших масштабах. Для этого потребуются сотни миллионов долларов инвестиций для каждого из них без каких-либо гарантий успеха (иначе это не было бы исследованием). Однако сейчас дует ветер перемен: частный сектор.

Различные фонды с очень долгосрочной перспективой начали инвестировать в новые начинающие фирмы, которые рекламируют термоядерный синтез как коммерчески жизнеспособный источник энергии. Учитывая, что именно частная промышленность произвела революцию на рынке электромобилей (и в ракетной промышленности), возможно, этот сектор также мог бы дать термоядерному синтезу необходимый «толчок».

Частные фирмы могут работать намного быстрее, чем правительства, и при необходимости быстро внедрять новые идеи . По оценкам, общее частное финансирование в этом секторе в настоящее время превышает 2 миллиарда долларов США (1,6 миллиарда фунтов стерлингов), что является ничтожным по сравнению с 2 триллионами долларов США (1,6 триллиона фунтов стерлингов) дохода, получаемого нефтегазовой отраслью каждый год. На рынке по-прежнему много места для игроков с высоким риском и высокими выплатами.

Последние результаты показывают, что фундаментальная наука работает: законы физики не мешают нам достичь цели неограниченного получения чистой энергии от термоядерного синтеза. Проблемы технические и экономические. Хотя термоядерный синтез может быть слишком далек, чтобы решить проблемы в масштабе десятилетия или двух, последнее достижение, по крайней мере, поднимет энтузиазм по поводу решения одной из величайших проблем человечества.

Теги: радиация, энергия

В тренде