Американские ученые провели первый эксперимент по термоядерному синтезу, в ходе которого был достигнут чистый прирост энергии. Министерство энергетики (DOE) планирует объявить об этом прорыве 13 декабря.
Ядерная энергетика десятилетиями занималась технологиями термоядерного синтеза, и в последние годы исследования проводились более активно, так как поиск возобновляемого источника энергии с нулевым уровнем выбросов для замены ископаемого топлива стал более актуальным.
Специалисты отрасли проводят исследования в области термоядерного синтеза с 1950-х годов, с целью воспроизведения ядерной реакции, аналогичной солнечной. Термоядерный синтез называют «святым Граалем» энергетики, и миллиарды долларов были потрачены по всему миру как правительствами, так и частными предприятиями на производство термоядерного оборудования, которое могло бы обеспечить неограниченное количество электроэнергии без углеродного следа.
Старший ученый, знакомый с работой в Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора в Калифорнии, где был достигнут этот рубеж, сказал The Washington Post: «Для большинства из нас это было всего лишь вопросом времени».
В воскресенье лаборатория подтвердила, что в ее Национальном центре зажигания был проведен успешный эксперимент, заявив: «Первоначальные данные свидетельствуют об очередном успешном эксперименте в Национальном центре зажигания. Однако точный выход энергии все еще определяется, и в настоящее время мы не можем подтвердить, что он превысил пороговое значение, поэтому информации до завершения процесса не будет точной».
В объявлении во вторник, вероятно, будет отмечено, что до коммерческого использования термоядерной энергии, вероятно, еще много лет. Однако ожидается, что администрация США и Байден «представят эту новость как положительную для государственных инвестиций в исследования новых технологий в области ядерной энергетики».
Министр энергетики намерен сделать заявление.
Новость о чистом приросте энергии от термоядерного синтеза была впервые опубликована 11 декабря в Financial Times, а затем подтверждена в других СМИ двумя исследователями, которые не пожелали называть свои имена до официального объявления. Ожидается, что министр энергетики Дженнифер Грэнхолм сделает заявление на мероприятии, которое было названо «крупным научным прорывом».
Ядерный синтез основан на слиянии двух атомов с невероятно высокой скоростью. Энергия, получаемая в результате этого процесса, преобразуется в электричество, при этом не выделяется углерод и не образуются ядерные отходы. До сих пор исследователям, проводящим эксперименты по термоядерному синтезу, не удавалось создать процесс, при котором потребление энергии было бы меньше, чем ее производство.
Официальный представитель калифорнийской лаборатории сказал, что исследователи продолжают работать над анализом и официальная информация будет представлена во вторник. Financial Times сообщила, что по словам ученых, участвующих в разработке, в результате термоядерной реакции было получено около 2,5 мегаджоулей энергии, что составляет около 120% от 2,1 мегаджоулей энергии в лазерах.
Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций был создан для испытания ядерного оружия с помощью моделирования, а затем использовался для исследований в области термоядерной энергии. В прошлом году центр приблизился к достижению чистого прироста энергии от термоядерного синтеза, произведя 1,37 мегаджоулей в результате реакции, что составило около 70% энергии лазеров.
Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций в лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии, который включает камеру-мишень, имеет размер трех футбольных полей. Источник: Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора
Задача коммерциализации термоядерного синтеза включает в себя разработку оборудования, которое могло бы по доступной стоимости превратить термоядерную реакцию в энергию, которую можно было бы использовать в электросети. Ученые говорят, что «для создания термоядерной энергии в масштабах страны, требуются материалы, которые трудно производить». Кроме того, в результате термоядерной реакции образуются нейтроны, которые вызывают значительную нагрузку оборудования и потенциально могут его разрушить.