На счет термоядерного синтеза⁠⁠

Было несколько сообщений о том, что федеральная Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в Калифорнии провела первый эксперимент по ядерному синтезу для достижения чистого прироста энергии.

Профессор Джастин Уорк, профессор физики Оксфордского университета и директор Оксфордского центра наук о высокой плотности энергии, сказал:

«Этот результат является крупным прорывом в науке о термоядерном синтезе. Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса использует самый большой в мире лазер для сжатия тяжелого водорода до условий, аналогичных тем, которые существуют в центре Солнца. Лазеры входят в концы сантиметрового цилиндра, ударяя по его внутренним стенкам, заставляя их светиться горячим рентгеновским излучением. Затем эти рентгеновские лучи нагревают сферу в центре, содержащую ядерное топливо. Внешняя часть сферы испаряется и становится плазмой, которая устремляется от поверхности, создавая взрывающуюся «сферическую ракету», которая за несколько миллиардных долей секунды достигает скорости порядка 400 километров в секунду. Последующий «хруст» в центре сделан особым образом, чтобы в середине образовалась горячая искра. а плотность сжатого «топлива», окружающего искру, настолько велика, что реакция ядерного синтеза происходит примерно за одну десятую миллиардной доли секунды — быстрее, чем может разлететься крошечная горячая сфера. Таким образом, он удерживается собственной инерцией, и поэтому этот метод синтеза называется синтезом с инерционным удержанием. Другой основной подход — магнитный синтез — использует то же тяжелое водородное топливо, но с плазмой, гораздо менее плотной, чем обычный воздух, и, таким образом, ядра сталкиваются друг с другом реже, и в этом подходе плазме необходимо сохранять свое магнитное поле. бутылку» в течение нескольких секунд, чтобы произошло достаточное количество реакций. Цель обоих методов состоит в том, чтобы получить больше энергии, чем вложено. и поэтому этот метод синтеза называется синтезом с инерционным удержанием. Другой основной подход — магнитный синтез — использует то же тяжелое водородное топливо, но с плазмой, гораздо менее плотной, чем обычный воздух, и, таким образом, ядра сталкиваются друг с другом реже, и в этом подходе плазме необходимо сохранять свое магнитное поле. бутылку» в течение нескольких секунд, чтобы произошло достаточное количество реакций. Цель обоих методов состоит в том, чтобы получить больше энергии, чем вложено. и поэтому этот метод синтеза называется синтезом с инерционным удержанием. Другой основной подход — магнитный синтез — использует то же тяжелое водородное топливо, но с плазмой, гораздо менее плотной, чем обычный воздух, и, таким образом, ядра сталкиваются друг с другом реже, и в этом подходе плазме необходимо сохранять свое магнитное поле. бутылку» в течение нескольких секунд, чтобы произошло достаточное количество реакций. Цель обоих методов состоит в том, чтобы получить больше энергии, чем вложено.

«Эксперимент Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса показывает, что ученые могут получить больше энергии, чем сам лазер. Это действительно большой прогресс, но нужно еще больше: сначала нам нужно получить намного больше того, что вложено, чтобы учесть потери при генерации лазерного излучения и т. д. (хотя технология создания эффективных лазеров также продвинулась вперед в последние годы). ). Во-вторых, Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса в принципе могла бы выдавать такой результат примерно раз в день — термоядерной электростанции нужно было бы делать это десять раз в секунду. Однако важным выводом является то, что фундаментальная наука теперь хорошо изучена, и это должно стимулировать дальнейшие инвестиции. Отрадно видеть, что частный сектор начинает осознавать возможности, хотя и в долгосрочной перспективе,

Доктор Робби Скотт из группы физики плазмы Центральной лазерной установки (CLF) Совета по научно-техническим средствам (STFC), который внес свой вклад в это исследование, сказал:

«Зажигание» термоядерного синтеза происходит, когда мощность, выделяемая в результате термоядерных реакций, превышает потери. Эксперименты на Национальном заводе зажигания немного похожи на зажигание спички, в этом эксперименте спичка продолжала гореть. Это важное достижение после 50 лет исследований лазерного синтеза.

«Fusion может стать практически безграничным, безопасным, чистым источником безуглеродной базовой энергии. Этот основополагающий результат, полученный в Национальном центре зажигания, является первой лабораторной демонстрацией «энергетического усиления» термоядерного синтеза, когда лазерные лучи вырабатывают больше энергии синтеза, чем вводят. Нельзя недооценивать огромный прорыв в исследованиях лазерного термоядерного синтеза. Однако более важным является тот факт, что он прокладывает путь для быстрого развития лазерной инерционной термоядерной энергии — выработки электроэнергии с помощью лазерного термоядерного синтеза.

«Эксперимент однозначно демонстрирует, что физика Laser Fusion работает. Чтобы преобразовать результаты NIF в производство электроэнергии, предстоит еще много работы, но это ключевой шаг на этом пути. Следующие шаги включают демонстрацию еще более высокого прироста энергии термоядерного синтеза и дальнейшую разработку более эффективных методов управления имплозией.

«Этот фантастический результат стал возможен благодаря работе сотен ученых и инженеров на протяжении десятилетий. Мой собственный вклад состоял в том, чтобы обнаружить, что если бы имплозии NIF не были сферическими, это уменьшило бы эффективность имплозии и, следовательно, количество термоядерных реакций. Важно отметить, что я также показал, что некоторые несферические формы имплозии кажутся идеально сферическими, используя рентгеновскую диагностику NIF. Это привело к разработке новой диагностики для NIF, которая подтвердила, что имплозии были несферическими, как и предсказывалось. Это привело к многолетним усилиям NIF, чтобы сделать имплозии как можно более сферическими, повысив эффективность термоядерного синтеза NIF».

Профессор Джон Коллиер, директор Центрального лазерного центра Великобритании [CLF], сказал:

«Лазер CLF Vulcan был рабочей лошадкой для исследований в области лазерного синтеза на протяжении десятилетий, и команды из британских университетов и других стран проводили новаторские исследования, расширяя наше понимание физики плазмы, лежащей в основе лазерного синтеза. CLF также является лидером в разработке высокоэффективных лазеров, которые в будущем потребуются для выработки энергии с помощью Laser Fusion.

«Мы приветствуем этот знаменательный результат от NIF, что является фантастической новостью. Здорово, что CLF и академическое сообщество Великобритании приняли участие в этом путешествии. Теперь мы с нетерпением ждем возможности воплотить этот результат в то, что имеет реальный потенциал стать долгосрочным решением для экологически чистой энергии».

Уилл Дэвис, член руководящей группы IET по атомной энергии, сказал:

«Это, безусловно, фантастическое развитие. NIF явно извлек уроки из своих прошлогодних достижений и использовал их для значительного повышения эффективности и результативности своего эксперимента. Как говорят исследователи, они все еще проверяют свои результаты, однако, если предварительная информация верна, это показывает, что NIF достиг еще одной вехи, чтобы генерировать больше энергии, чем необходимо для проведения самого эксперимента. Это недавнее достижение показывает, что термоядерный синтез с инерционным удержанием может обеспечить чистый прирост энергии, что демонстрирует техническую осуществимость термоядерной энергии и подтверждает этот подход к получению чистой энергии».

Тони Роулстоун, преподаватель ядерной энергетики в Кембриджском университете, сказал:

«Сообщается, что National Ignition Facility (NIF) превзошла одну из своих собственных целей, чтобы превзойти научный прирост энергии. Они вложили 1,8 МДж и получили 2,5 МДж, доказав, что энергия может быть успешно высвобождена и получена в результате реакции синтеза дейтерия-трития. Это положительно — неспособность добиться научного прироста энергии в 2012 году положила конец серии экспериментов, для которых был построен NIF. Теперь они поработали над дизайном и составом мишени и формой энергетического импульса, чтобы получить гораздо лучшие результаты.

«Несмотря на положительные новости, этот результат все еще далек от фактического прироста энергии, необходимого для производства электроэнергии. Это потому, что им нужно было использовать 500 МДж энергии в лазерах, чтобы доставить 1,8 МДж к цели — так что даже если они получили 2,5 МДж, это все же намного меньше, чем энергия, необходимая для лазеров в первую очередь. Другими словами, выход энергии (в основном тепловой энергии) по-прежнему составлял всего 0,5% от входа. Инженерная цель термоядерного синтеза состоит в том, чтобы рекуперировать большую часть энергии, используемой в процессе, и получить прирост энергии в два раза больше, чем энергия, затраченная на лазеры — она должна быть удвоена, потому что тепло должно быть преобразовано в электричество, а вы теряете энергию, которая путь.

«Поэтому мы можем сказать, что этот результат NIF является успехом науки, но все еще далек от обеспечения полезной, обильной и чистой энергии».

Профессор Джереми Читтенден, профессор физики плазмы в Имперском колледже Лондона, сказал:

«Все, кто работает над термоядерным синтезом, уже более 70 лет пытаются продемонстрировать, что при синтезе можно генерировать больше энергии, чем вы вкладываете. это настоящий момент прорыва, который чрезвычайно захватывающий. Это доказывает, что долгожданная цель, «святой Грааль» термоядерного синтеза, действительно может быть достигнута.

Не могу.

«Сообщается, что National Ignition Facility (NIF) превзошла одну из своих собственных целей, чтобы превзойти научный прирост энергии. Они вложили 1,8 МДж и получили 2,5 МДж, доказав, что энергия может быть успешно высвобождена и получена в результате реакции синтеза дейтерия-трития

Сегодняшний успех основан на работе, проделанной многими учеными в США, Великобритании и во всем мире. Теперь, когда зажигание достигнуто, не только энергия синтеза разблокирована, но и открывается дверь для новой науки

Вопрос не об удержание. О отдаче. Вроде как на выходе получили больше энергии на 20 %