Еще совсем недавно ученые считали, что термоядерный синтез невозможно использовать в энергетике в земных условиях. В какой-то момент исследования в этом направлении были сведены к минимуму. Однако 2022 году команде специалистов впервые удалось получить в результате ядерного синтеза больше энергии, чем было затрачено на сам синтез. Правда, такого результата удалось добиться в лабораторных условиях. Технология была далека от применения ее в промышленных масштабах. Но самое главное, что ее эффективность сравнительно невысокая. Однако недавнее исследование показало, что на самом деле она может быть более совершенной, чем считалось ранее, а значит она может быть использована в будущем в электростанциях.

Термоядерный синтез в скором может быть использован для производства энергии

Термоядерная энергия — в чем сложность технологии

Энергия выделяется в тот момент, когда ядра одних элементов (как правило легких вроде водорода), сливаются с ядрами других, более тяжелых элементов. Ядерный синтез, как известно, происходит в звездах, благодаря чему они представляют собой мощные источники энергии. Отличным примером тому является наше Солнце. Собственно говоря, благодаря термоядерной энергии существует жизнь на Земле.

Впервые о термоядерной энергии науке стало известно XX веке. Однако долгое время ученые были не уверены, можно ли воссоздать и контролировать термоядерный синтез в земных условиях. Дело в том, что в звездах существуют определенные условия — колоссальное давление и температура. Благодаря этим условиям ядра различных элементов начинают сливаться друг с другом. Но в лабораторных условиях воссоздать такую реакцию очень сложно.

Термоядерный синтез происходит в звездах

Но и это еще не все. Самое главное, что для обеспечения высокой температуры, необходимой для термоядерного синтеза, нужно затратить много энергии. Ранее все попытки приводили к тому, что энергии в результате термоядерного синтеза вырабатывалось меньше, чем было затрачено на создание необходимых условий. Поэтому в какой-то момент ученые даже посчитали, что в земных условиях получить положительный результат невозможно.

Прорыв в области термоядерного синтеза

Впервые исследователям удалось получить больше энергии, чем было затрачено на создание условий для термоядерного синтеза, в декабре 2022 года. Для этого была использована технология, именуемая инерционным синтезом. Мощные лазерные лучи направляли в капсулу (хольраум).

Внутри капсулы имеется тончайший слой из дейтерия и трития. Когда в капсулу направляются лучи, она их поглощает, а затем излучает обратно, но уже в виде рентгеновских лучей. При этом внешний слой капсулы взрывается, что приводит к сжатию атомного ядра то такой степени, что начинается термоядерный синтез.

Принцип термоядерного синтеза

Как сообщают исследователи, в ходе эксперимента они затратили 2,05 мегаджоуля для лазерного импульса, при этом в результате ядерного синтеза удалось получить 3,1 мегаджоуля термоядерной энергии. То есть удалось получить более 150% от того количества энергии, которая была затрачена на работу лазеров.

Можно ли использовать термоядерный синтез для производства энергии

Получение чистой энергии, то есть “прибыли” от термоядерного синтеза — это большой шаг в перед в этой области. Впервые ученые доказали, что это возможно в земных условиях. Однако показатель в 150% слишком мал для использования технологии в полноценных электростанциях. Чтобы имело смысл использовать технологию в промышленных целях, выход должен быть хотя бы в в десять раз больше, то есть не 150, а 1000%.

Но можно ли добиться такого результата при помощи термоядерной энергии? Недавнее исследования показало, что это возможно, о чем сообщает IftScince со ссылкой на несколько статей в научных журналах. Как сообщают авторы работы, термоядерный синтез привел к повторному нагреву. Благодаря этому после запуска термоядерного синтеза, на его поддержание потребуется гораздо меньше энергии, соответственно, количество “чистой” энергии возрастет, так как термоядерный синтез будет поддерживать сам себя.

Хольраум, в который попадают лазеры

Способность создавать стабильно горящую плазму является главным ключевым моментом для применения инерционного синтеза в реальных электростанциях. Если эту задачу удастся решить, технологию можно будет опробовать на практике в электростанции.

Напоследок напомним, что в Японии недавно был открыт крупнейший в настоящее время термоядерный реактор. Но еще более крупный реактор в настоящее время строится во Франции. Все они должны приблизить человечество к использованию термоядерного синтеза для получения энергии.