Зарубежный термояд

Американские ученые объявили о важнейшем успехе на пути к созданию термоядерных электростанций. Они утверждают, что им впервые удалось получить от термоядерного реактора больше энергии, чем было потрачено на поддержание его работы.

Таким образом, говорят исследователи, им удалось преодолеть важнейшее препятствие в работе над технологией, которая теоретически может дать человечеству почти неиссякаемый источник экологически чистой энергии.

Эксперимент произвели ученые Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса в Калифорнии. Его стоимость составила 3,5 млрд долларов.

Впрочем, по словам экспертов, пока до момента, когда подобные реакторы действительно смогут производить электроэнергию для потребителей, еще очень далеко.

Профессор физики плазмы Джереми Читтенден из Имперского колледжа Лондона в интервью Би-би-си назвал заявление американских ученых "настоящим прорывом", который показывает, что "заветная мечта термоядерного синтеза действительно осуществима".

Небольшой объем водорода помещается в капсулу размером примерно с горошину.После этого водород разогревают и сжимают с помощью мощнейшего лазера со 192 лучами.Температура капсулы с газом достигает 100 млн градусов Цельсия, что жарче, чем в центре Солнца.Возникает давление, превышающее земное в 100 млрд раз.В этих условиях начинается термоядерная реакция, которая приводит к выделению энергии.

При этом Читтенден напомнил, что энергии, которая была получена в результате эксперимента, хватит только, чтобы вскипятить 10-15 чайников воды, - и при этом на него потратили миллиарды долларов. "Если мы хотим добиться появления электростанций [основанных на термоядерном синтезе], нам придется производить такие эксперименты каждую секунду. И сейчас для подготовки каждого из них нужен целый день", - говорит эксперт.

Существующие на сегодняшний день АЭС производят энергию за счет цепной ядерной реакции, то есть управляемого процесса расщепления атомов урана, сопровождающегося выделением значительного количества энергии (а также радиоактивных отходов).

Термоядерный синтез - обратный процесс, при котором атомы сливаются друг с другом, образуя новый химический элемент (не путать с соединением). Эта реакция, практически не оставляющая никаких вредных выбросов, сопровождается еще более мощным выделением энергии.

Контролировать высвобождаемую энергию настолько сложно, что вот уже более полувека физики пытаются сделать это на практике - но пока ученым удавались лишь экспериментальные образцы.

Именно ядерный синтез питает энергией звезды видимой нам Вселенной (включая и наше Солнце), в недрах которых атомы водорода буквально вдавливает друг в друга чудовищная гравитация, что позволяет поддерживать реакцию на протяжении миллиардов лет.

Однако воспроизвести слияние ядер в лабораторных условиях, мягко говоря, непросто.

Основная проблема с существующими экспериментальными реакторами состоит в том, что все они пока требуют больше энергии для запуска термоядерной реакции, чем удается получить в результате ее проведения.

Кроме того, на Солнце термоядерный синтез происходит при температуре около 10 млн градусов по Цельсию. На Земле, где гравитация примерно в 30 раз слабее солнечной, для протекания реакция нужна температура еще более высокая - около 100 млн градусов.

Китай обогнал США по количеству и качеству патентов на термоядерный синтез — первое «искусственное Солнце» может оказаться китайским

Анализ поданных китайскими учёными и компаниями патентов в сфере термоядерного синтеза показывает, что Пекин всеми силами стремится первым зажечь «Солнце на Земле» — добиться устойчивой реакции слияния ядер водорода. По числу поданных патентов в этой сфере Китай впереди планеты всей. Но главное, что растёт качество патентов, а это приближает момент энергетического изобилия на Земле.

Японская аналитическая компания Astamuse составила «термоядерный» рейтинг 30 стран и регионов после изучения 1133 тематических патентов, поданных в период с 2011 по сентябрь 2022 года. В этом рейтинге Китай занял первое место, опередив США, за которыми выстроились Великобритания и Япония. В процессе оценивания использовались данные как количества поданных патентов, так и их осуществимость. Динамика Китая на опережение начала прослеживаться с 2015 года, и она была выше, чем со стороны США.

Аналитики отмечают, что поданные китайцами патенты в основном сосредоточены в области практических решений. Например, одной из ценнейших технологий считается создание керамического композитного материала Китайской академией наук, который может быть использован в стенке термоядерного реактора. За рассматриваемый период эта разработка считается самым важным прорывом. Внутри реактора развивается температура свыше 100 млн °C и надёжность активной зоны реактора играет в этом главную роль.

Один грамм термоядерного топлива выделяет энергию эквивалентную сжиганию восьми тонн нефти. Топливом для термоядерного реактора служат изотопы водорода тритий и дейтерий. Они выделяются из морской воды, а это потенциально неиссякаемый источник чистой энергии на Земле. Кто первый зажжёт на Земле искусственное Солнце — сможет воспроизводить управляемые термоядерные реакции — тот станет хозяином этого мира.