В США вірогідно досягли значного прориву у дослідженні ядерного синтезу
Міністерство енергетики США заявило в неділю, що цього тижня оголосить про «великий науковий прорив», оскільки федеральна лабораторія нещодавно досягла важливої віхи в дослідженнях ядерного синтезу. Financial Times повідомила в неділю, що вчені з Каліфорнійської національної лабораторії Лоуренса Лівермора (LLNL) досягли «чистого приросту енергії» від експериментального термоядерного реактора.
Це означає перший випадок, коли дослідникам вдалося успішно виробити більше енергії в реакції термоядерного синтезу (та сама ядерна реакція, що відбувається на Сонці), – ніж було спожито під час цього процесу. Такий результат є потенційно важливим кроком у пошуках енергії з нульовим викидом вуглецю.
Вченим минулого тижня вдалося відтворити реакцію термоядерного синтезу, яка забезпечила 120% чистого приросту енергії.
Нагадаємо сутність термоядерного синтезу. Атомні ядра складаються протонів і нейтронів, ці частинки називаються нуклонами. Їх утримує разом так звана сильна взаємодія. При цьому енергія зв’язку кожного нуклона з іншими залежить від загальної кількості нуклонів в ядрі. У легких ядер зі збільшенням кількості нуклонів енергія зв’язку зростає, а у важких падає. Якщо додавати нуклони в легкі ядра або видаляти нуклони з важких атомів, то ця різниця в енергії зв’язку буде виділятися у вигляді різниці між витратами на здійснення реакції і кінетичної енергією частинок, що вивільняються. Ядерна реакція зі збільшенням кількості нуклонів в ядрі називається термоядерної реакцією або ядерним синтезом. Технологія полягає у наступному: беруться два або більше атомних ядра та із застосуванням деякої сили зближуються настільки, що сили притягання, що діють на таких відстанях, переважають сили електромагнітного відштовхування між однаково зарядженими ядрами, внаслідок чого формується нове ядро. Воно матиме дещо меншу масу, ніж сума мас вихідних ядер, а різниця перетворюється в енергію, що виділяється в процесі реакції. Таким чином, ми витрачаємо певні сили, щоб зблизити два ядра, але в результаті реакції отримуємо набагато більше енергії.
Водночас на сучасних атомних електростанціях використовується розщеплення атомного ядра, тобто зовсім інша технологія.
Деякі вчені вважають ядерний синтез потенційною енергетикою майбутнього, особливо тому, що він створює мало відходів і не виділяє парникових газів.
Тед Лью, член Конгресу від Каліфорнії, вважає, що цей прорив у сфері термоядерної енергії може змінити правила гри для світу.
Установка термоядерного синтезу в Ліверморській національній лабораторії імені Лоуренса (LLNL) має розмір трьох футбольних полів і складається з майже 200 лазерів, які бомбардують крихітну точку високим рівнем енергії, щоб ініціювати реакцію термоядерного синтезу.
У березні Білий дім оголосив про план прискорення комерційного розвитку термоядерного синтезу протягом наступних десятиліть шляхом продовження інвестицій в цей сегмент. Влада вважає, що термоядерний синтез дозволить революціонізувати енергетичну галузь, допомагаючи боротися з кліматичною кризою і одночасно задовольняючи зростаючі потреби США та світу в електроенергії.
