В США установили рекорд в термоядерном синтезе — мощность реакции в 440 тысяч раз превысила мощность крупнейшей ГЭС мира

Термоядерный реактор NIF запускает реакцию с помощью излучения почти двух сотен лазеров.

Сейчас NIF потребляет на треть больше энергии, чем выделяет, но эффективность реактора быстро растёт — учёные считают, что он откроет путь к термоядерной энергетике.

Специалисты Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса добились рекордных показателей «горения» термоядерного топлива — в течение 100 триллионных долей секунды выделилось более 1,3 мегаджоуля энергии. Таким образом, мощность вспышки при слиянии атомов водорода в гелий превысила 10 квадриллионов ватт, сообщают учёные на официальном сайте лаборатории.

2 фото и буквы via

Усилители лазеров термоядерного комплекса NIF во время работы

Как установили рекорд

Комплекс NIF (National Ignition Facility) состоит из 192 мощных лазеров, направленных в центр камеры зажигания. Туда учёные помещают маленькую таблетку с термоядерным топливом — дейтерием и тритием, двумя разновидностями (изотопами) водорода.

При запуске NIF лазеры светят на таблетку со всех сторон, мгновенно накаляют её до состояния плазмы и сжимают до сферы шириной с человеческий волос. Образуется ударная волна, которая сходится в центр сферы и создаёт давление, достаточное чтобы атомы водорода начали сливаться в гелий — таким образом, происходит термоядерная реакция.

Камера зажигания комплекса NIF

Этот метод называется инерциальным термоядерным синтезом, он принципиально отличается от магнитного удержания плазмы, на котором работают более популярные токамаки — установки в виде «бублика». Концепцию токамаков предложили советские физики в середине 1950-х годов, сейчас такой подход используют международный проект ITER, китайский термоядерный реактор EAST и корейский KSTAR.

Токамаки создают термоядерную реакцию внутри тороидальной вакуумной камеры — там плазма раскаляется до десятков или сотен миллионов градусов, что позволяет сталкивать ядра атомов водорода и превращать их в гелий с выделением энергии. Но в токамаках всё ещё не получается долго удерживать плазму магнитным полем — она «липнет» к стенкам камеры и гаснет.


Насколько это событие приближает к термоядерным электростанциям

Рекордная вспышка выделила всего 70% той энергии, которую комплекс NIF затратил на её создание — то есть, полноценного «термоядерного зажигания» всё ещё не случилось. Но учёные считают это серьёзным достижением на пути к получению термоядерной энергии инерциальным способом — специалисты лаборатории кратно наращивают выходную мощность комплекса.

Ещё в 2012 году NIF не мог добиться начала термоядерной реакции, из-за чего его посчитали бесперспективным и хотели закрыть. В 2013 году реакция произошла, но выделила лишь 0,73% затраченной энергии. А сейчас комплекс выдал в восемь раз больше энергии, чем во время своего предыдущего рекорда весной 2021 года, и достиг эффективности в 70%. Это даёт физикам повод для оптимизма — они предполагают, что NIF «подошёл к порогу» зажигания реакции, которое открывает путь к термоядерной энергетике.