Неужели это случилось? Учёные приблизились к энергии звёзд
В Ливерморской национальной лаборатории США происходит то, что еще недавно считалось невозможным. Ученым удалось добиться рекордного энерговыделения в экспериментах по управляемому термоядерному синтезу — больше 60 килоджоулей. Это невероятно близко к порогу, при котором реакция станет самоподдерживающейся, а плазма — стабильно "зажжётся".
Что случилось в NIF
Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций (NIF), работающий с 2010 года, провел уже около 3000 запусков. Здесь дейтерий и тритий — топливо будущего — сжимают ультрафиолетовыми лазерами. Импульсы направляют на золотой контейнер — хольраум, который превращает энергию в рентгеновское излучение и нагревает капсулу с топливом до миллионов градусов.
"Мы не просто преодолели рубеж в 60 кДж — теперь это повторяемый результат", — отметил Марк Херрманн, руководитель программы УТС в лаборатории.
Следующая цель — 100 кДж. Именно при таком выходе энергии ученые рассчитывают впервые в истории достичь настоящего "зажигания" — момента, когда синтез будет происходить без внешнего подогрева. Даже результаты в 70-90 кДж уже означают, что плазма начнет саморазогреваться, а это тоже шаг к цели.
Тернистый путь: от разочарования к успеху
Но не всё было так многообещающе. Сначала установка показывала лишь 1 кДж при мощности лазеров в 1,8 мегаджоуля. Неровности на капсуле, искажения лучей, помехи от проводов — всё это мешало реакции. Ожидания не оправдались, а правительство сократило финансирование. Проект едва не закрыли.
Тем не менее, появился первый важный намёк на успех: выяснилось, что энергия, высвобождаемая плазмой, превысила энергию, поглощённую от рентгеновского излучения. Это означало, что реакция начала "работать в плюс", хотя и незначительно.
Что изменили
Команда пересмотрела подход: лазеры стали "выстреливать" по новой схеме, не одновременно, а поочередно. Повысили точность хольраума, перепробовали новые материалы для топливных капсул, добавили датчики и усилили диагностику. В результате — стабильный рост энерговыделения.
Что дальше
Сейчас только 30% экспериментов NIF посвящено управляемому синтезу — остальные идут на нужды фундаментальной науки и военных. Тем не менее, вера в зажигание плазмы укрепляется. Херрманн уверен: следующий эксперимент может стать историческим.
Но останется ли эта уверенность, если физика вновь подбросит сюрприз? Ведь приручить ядерную силу звёзд — задача не из простых. Пока человечество лишь подбирается к разгадке.
Уточнения
Пла́зма (от греч. πλάσμα "вылепленное, оформленное") — ионизированный газ, одно из четырёх классических агрегатных состояний вещества.