Первый прототип настольного термоядерного реактора собрали в Канаде
Термоядерный синтез часто называют «энергией будущего» — но это будущее уже десятилетиями остается на расстоянии примерно десяти лет. Чтобы ускорить прогресс, группа химиков из Университета Британской Колумбии (Канада) решила обратиться к идеям холодного синтеза — гипотетической технологии, которая должна позволить запускать ядерные реакции при сравнительно низких температурах.
В журнале Nature опубликована статья о разработке компактного реактора Thunderbird, сопоставимого по размеру с небольшим холодильником для пива или коробки для микроволновой печи. Это установка, в которой объединили методы плазменной физики и электрохимии — подход, предложенный еще в конце 1980-х, но долго считавшийся несостоятельным.
«Особенность нашей работы в том, что мы впервые объединили плазменную науку с электрохимией», — рассказал старший автор исследования, химик Кертис Берлингетте.
Как работает Thunderbird
Реактор состоит из трех основных частей
- Плазменный двигатель ионизирует газ, превращая атомы дейтерия (изотопа водорода, содержащего один протон и один нейтрон) в заряженные частицы. Эти ионы направляются к палладиевой мишени.
- В металле накапливаются атомы дейтерия, которые затем сталкиваются друг с другом. В момент удачного столкновения происходит ядерный синтез — с выбросом нейтронов, что служит «жестким» признаком подлинности реакции.
- Электрохимическая ячейка расщепляет тяжелую воду и подает новые ионы дейтерия, повышая плотность «топлива» и увеличивая вероятность синтеза.
По данным авторов, это позволило увеличить скорость термоядерного синтеза на 15%.
Почему это важно
Thunderbird не является источником энергии и пока не способен заменить крупные установки, работающие с дейтерием и тритием (более «удобным» топливом для синтеза). Но сама демонстрация того, что электрохимия может реально повышать эффективность ядерных реакций даже в таком компактном объеме, — важный шаг вперед.
«Мы получили воспроизводимое экспериментальное подтверждение того, как можно использовать электрохимию для реального увеличения скорости ядерного синтеза», — отметил Берлингетте.
Независимые исследователи из Стэнфорда Эми МакКьюн-Грин и Дженнифер Дионн в комментарии к публикации подчеркнули, что речь идет о серьезном улучшении методики. Авторы проекта подчеркивают, что цель эксперимента — не получение энергии, а поиск новых путей для исследований. Технология может оказаться полезной и в других областях: от работы со сверхпроводящими материалами до создания лекарств, где используют дейтерий.
«Я действительно убежден, что для достижения больших прорывов необходимо привлекать людей из разных областей», — говорит Берлингетте. — «И я надеюсь, что этот реактор поможет в этом».