Logo
Cover

Австралийский стартап HB11 осваивает альтернативный подход к термоядерному синтезу — вместо температур в миллион градусов он использует для запуска реакции высокоточные лазерные импульсы. Первое испытание технологии в десять раз превзошло ожидания разработчиков. По утверждению компании, она является «единственным коммерческим предприятием, достигшим термоядерного синтеза».

Для того чтобы столкнуть атомы между собой так, чтобы они слились и сформировали новый элемент, нужно преодолеть силу отталкивания, действующую на два положительно заряженных ядра. Солнце справляется с этой задачей, разогревая огромное количество атомов водорода до десятков миллионов градусов. При такой температуре атомы начинают двигаться настолько быстро, что сталкиваются между собой, объединяются, превращаясь в гелий, и выделяют энергию.

Большинство реакторов термоядерного синтеза — стеллаторы и токамаки — имитируют этот процесс при помощи магнитных полей, удерживающих раскаленную плазму. HB11 исследует другой подход, не требующий колоссальных температур или радиоактивного топлива вроде трития. Вместо этого применяются лазерные импульсы с линейной частотной модуляцией, способные создавать беспрецедентные уровни мощности свыше 10 петаватт, пишет New Atlas.

С помощью лазеров ученые собираются разогнать атомы водорода настолько, что они столкнутся и сольются с атомами бора в реакции синтеза. При этом появятся атомы гелия, или альфа-частицы, у которых нет электронов. HB11 планирует собирать эти заряды для получения энергии, безо всякого пара и турбин, а также без ядерных отходов.

Первые эксперименты оказались многообещающими, а недавно ведущий ученый компании Димитри Батани провели в Японии новые испытания. Результаты стали первым доказательством эффективности генерации альфа-частиц при помощи петаваттного лазера. Показатели потока альфа-частиц оказались на один порядок выше, чем предыдущие результаты, полученные с тем же лазером, но с другой геометрией оборудования.

Несмотря на то, что общая эффективность преобразования лазерной энергии в энергию альфа-частиц все еще остается низкой — около 0,005% — результаты открывают множество возможностей для дальнейших исследований и поиска вариантов оптимизации технологии.

Физики из США вместе с коллегами из Японии обнаружили при помощи стелларатора LHD, что элемент бор значимо повышает способность некоторых устройств термоядерной энергии удерживать тепло, необходимое для осуществления реакции термоядерного синтеза. Результаты их исследования впервые демонстрируют новый режим работы этого типа реакторов.