Logo
Cover

С помощью 192 лазеров и температуры в три с лишним раза превышающей жар в центре Солнца, ученые из США смогли достичь важного промежуточного этапа на пути к доступной термоядерной энергии. Им удалось запустить реакцию синтеза, которая впервые на короткий срок смогла поддерживать себя сама.

Команда из более чем ста ученых из Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии опубликовала результаты четырех экспериментов, подтверждающих достижение состояния так называемой пылающей плазмы. Вместе с предварительными данными, объявленными в прошлом августе, они позволяют надеяться, что физика термоядерного синтеза находится на пороге еще более значимого достижения: зажигания плазмы, когда топливо может продолжать «гореть» само по себе, без нагревания, и выделять больше энергии, чем нужно было для запуска первоначальной реакции.

«Мы очень близки к этому первому шагу», — сказал ведущий автор Алекс Цильстра, физик-экспериментатор из Национального центра зажигания (NIF), где занимаются проблемой термоядерного синтеза с 2009 года. С помощью 192 лазеров, размещенных в 10-этажном здании они направляют 1,9 мегаджоулей ультрафиолетовой энергии на крошечную капсулу с топливом. Под действием давления и температуры отдельные атомы образуют гелий, попутно выбрасывая огромное количество энергии.

Проблема в том, что для запуска такой реакции требуется слишком много энергии, пишет Phys.org. Физики пытаются сделать так, чтобы основным источником тепла стала сама реакция синтеза. Результаты экспериментов, проведенных в NIF в 2020 и 2021 годах, подтверждают, что в этом направлении сделаны небольшие, но важные шаги. Усовершенствовав оборудование и технологию, ученые открыли новый метод контроля за процессом зажигания, который позволяет получать самонагревающуюся плазму.

«В этом эксперименте мы впервые в истории исследования термоядерного синтеза достигли состояния горения плазмы, когда из топлива выделяется больше энергии, чем требуется для запуска реакции синтеза или объема работы, совершенной с топливом», — сказала Андреа Критчер, руководитель эксперимента.

Хотя срок жизни плазмы измерялся всего наносекундами, это большой шаг вперед. Конечная цель — управляемое термоядерное горение — все еще недостижима в ближайшие годы, но американские ученые уверены, что их исследование станет важным доказательством работоспособности концепции.

В конце прошлого года команда корейского сверхпроводящего токамака KSTAR разогрела плазму термоядерного реактора до 100 млн градусов и поддерживала ее в таком состоянии на протяжении 30 секунд.  Это на 10 секунд больше, чем за год до этого.