Короткий опис:

«Після понад пів століття досліджень термоядерного синтезу вчені підтвердили, що здійснено великий прорив, який у майбутньому може прокласти шлях до великої кількості чистої енергії

13 грудня 2022 року американські вчені оголосили про прорив у області термоядерного синтезу. Вперше у ході такої реакції вдалося отримати більше енергії, аніж витратити на неї, і це матиме наслідки для енергетичного ринку всього світу. Американські вчені з наукового комплексу National Ignition Facility Національної лабораторії Livermore National Laboratory при Міністерстві енергетики США в Ліверморі, штат Каліфорнія пройшли важливу межу — кількість виділеної термоядерної енергії перевищила енергію лазерних променів, що нагрівали паливо, у понад 1,5 рази. Це поки ще не є успішним здійсненням термоядерного синтезу. Директор наукового комплексу Кім Буділ назвав термоядерний синтез у лабораторії "одним із найважливіших наукових викликів, які колись вирішувало людство". "Цей дивовижний науковий прогрес ставить нас на прірву майбутнього, яке більше не залежить від викопного палива, а натомість живиться новою чистою енергією термоядерного синтезу", — сказав лідер більшості в Сенаті США Чарльз Шумер. Опанування ядерного синтезу і використання його в промислових масштабах дозволить отримувати більше енергії, ніж при спалюванні викопного палива. Реакція термоядерного синтезу має більш високий енергетичний потенціал, ніж усі інші відомі нам джерела енергії. Вона дозволяє вивільнити майже в 4 мільйони разів більше енергії, ніж хімічні реакції, такі як спалювання вугілля, нафти або газу, і в чотири рази більше енергії, ніж реакція поділу атомного ядра, яка сьогодні використовується на атомних електростанціях по всьому світу. Термоядерний синтез було відкрито на початку 20 століття. Сьогодні багато політиків, особливо в Європі, пов'язують із ним майбутнє світової енергетики. Кілограм термоядерного палива заміщує 10000000 кг викопного. Проте, до «живих» електростанцій мінімум ще «кілька десятиліть». Директорка Національної лабораторії Lawrence Livermore, докторка Кім Буділ, стверджує, що за наявності достатніх інвестицій «кілька десятиліть досліджень дозволять нам побудувати електростанцію»… «Цей результат доводить те, у що завжди вірили більшість фізиків: термоядерний синтез у лабораторії можливий, — коментує професор фізики Оксфордського університету, директор Оксфордського наукового центру високої щільності енергії Джастін Ворк. — Однак перешкоди, які необхідно подолати для створення чогось схожого на комерційний реактор, є величезними. І їх не можна недооцінювати».

«Ми мали теоретичне розуміння термоядерного синтезу більше століття, але шлях від знання до дії може бути довгим і важким. Сьогоднішня віха показує, що ми можемо зробити, проявляючи наполегливість», — заявила Араті Прабхакар, головний радник президента США з науки та технологій та директор Управління науково-технічної політии Білого дому. В ході експерименту вчені з Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса витратили 2,05 мегаджоуля енергії, а отримали 3,15 мегаджоуля. Натомість, як зазначає Міністерство енергетики США, щоб застосовувати цю технологію для живлення будинків та підприємств потрібні подальші дослідження. Синтез - це процес, при якому два легкі ядра об'єднуються в одне важче ядро, вивільняючи велику кількість енергії. У 1960-х роках група вчених висунула гіпотезу про те, що лазери можна використовувати для індукції термоядерного синтезу у лабораторних умовах. Пізніше ця ідея перетворилася на термоядерний синтез з інерційним утриманням, започаткувавши більш ніж 60-річні дослідження та розробки в галузі лазерів, оптики, діагностики, виготовлення мішеней, комп'ютерного моделювання та симуляції тощо. Щоб реалізувати цю ідею, вчені будували все більш потужні лазерні установки, що призвело до створення NIF – найбільшої та найпотужнішої лазерної системи у світі. Розмірами ця система нагадує стадіон, вона використовує потужні лазерні промені для створення температур і тисків, подібних до тих, які виникають в ядрах зірок і планет-гігантів, а також усередині вибухової ядерної зброї.

Недавно китайський токамак EAST, який називають "штучне Сонце", встановив новий рекорд безперервної роботи. Він зміг досягти температури 70 млн градусів Цельсія і підтримувати її протягом 17 хвилин. Ще в 2018 році на EAST досягли рекордної для того часу температури плазми 100 мільйонів градусів Цельсія. У травні вченим вдалося утримувати температуру 120 мільйонів градусів протягом 101 секунди. Максимальна електронна температура плазми становила 160 градусів за Цельсієм. «Раніше, у першій половині 2021 року ми в ході експерименту протягом 101 секунд утримували плазмовий розряд при температурі 120 млн градусів за Цельсієм у токамаку. Цього разу стабільна робота плазми тривала протягом 1056 секунд за температури, близької до 70 млн градусів за Цельсієм, що заклало міцну наукову та експериментальну основу для будівництва термоядерного реактора», - заявив науковий співробітник Інституту фізики плазми при Академії наук Китаю, який відповідав за Експеримент, Гун Сяньцзу.