В США снова запустили реакцию термоядерного синтеза и добились повышения КПД

Учёные из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL) сообщили, что на установке National Ignition Facility (NIF) повторно получена реакция термоядерного синтеза, которая произвела больше энергии, чем было затрачено на её запуск. Более того, планка высвобождаемой при этом энергии ощутимо превысила предыдущий рекорд при той же мощности лазеров и достигла 3,5 МДж. Это доказывает, что наука на правильном пути к неограниченной и чистой энергии.

Колоризация дейтерий-тритиевой реакции на установке NIF. Источник изображения: Don Jedlovi/US National Ignition Facility

Интересно отметить, что установка NIF, которая представляет собой 192 мощных лазера, сведённых в одну точку, создавалась для моделирования термоядерных взрывов. Моделированием термоядерного синтеза учёные занимались на установке в качестве условной подработки. Долгие годы такой путь считался малоперспективным и тот же проект ИТЭР, как мы знаем, опирается на проверенные временем «бублики» токамаков. Но летом 2021 года на NIF впервые наметился прорыв. Учёные смогли приблизиться к тому пределу, после которого термоядерная реакция, зажжённая лазерами, могла бы поддерживать сама себя. Точнее, выходная энергия превзошла бы затраты энергии на зажигание водородного топлива.

Первое доказательство концепции положительного термоядерного синтеза с лазерным зажиганием было получено в декабре 2022 года. При суммарной мощности лазеров на уровне чуть больше 2 МДж водородное топливо выделило 3,15 МДж. Лазерный термояд оказался рабочим! Впрочем, на работу лазеров и поддержку процесса было затрачено на пару порядков больше энергии, на фоне затрат которой обнаруженный излишек в 1,13 МДж грубо можно сравнить с погрешностью измерений.

Визуализация облучения топлива лазерными лучами, которые преобразуются в рентгеновские для запуска синтеза

Успех вдохновил учёных и установка, а также условия эксперимента были улучшены. Новый запуск термоядерной реакции с тем же уровнем энергии лазеров или близким к нему привёл к высвобождению термоядерной энергии на уровне 3,5 МДж. В относительном сравнении прирост можно считать огромным, и это ещё сильнее убеждает учёных, что перспективы у лазерного термояда есть и к ним нужно стремиться.

О новом достижении учёные сообщат на профильных конференциях и подготовят статьи в научные журналы, которые выйдут через несколько месяцев после тщательной подготовки.