Физиците се доближиха до създаването на лазерен термоядрен реактор
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:27
Физици от Калифорния създадоха своеобразни „ядрени очила“, които позволяват да се наблюдава къде постъпва енергията при свиването на термоядреното гориво с помощта на мощни лазерни лъчи, което ще позволи в близко бъдеще да се създадат първите работни термоядрени реактори, става ясно от статия, публикувана в сп. Nature Physics.
„До създаването на тази методика ние, казано условно, сляпо ръкомахме в тъмнината, опитвайки се да напипаме реакцията. Сега се появи възможност да следим къде отива енергията и да подобрим работата на системите, насочващи енергията в термоядреното гориво“, казва Кристофър Макгъфи (Christopher McGuffey) от Калифорнийския университет в Сан Диего (САЩ).
Днес съществуват два възможни пътя към създаването на самоподдържаща се термоядрена реакция – „бавен“ термояд във вид на токамак и други магнитно-плазмени системи, въз основа на които днес се строи международният експериментален термоядрен реактор ITER във Франция, и „бърз“ термояд.
Под последния физиците разбират специални системи, в които термоядрената реакция се стартира практически мигновено, за милионни от секундата, в резултат на свиване на термоядреното гориво с помощта на мощни лазерни лъчи. Такъв реактор изработва серия от термоядрени микровзривове, от които се извлича енергия.
Преди около 10 години „бързият“ термоядрен синтез се смяташе за по-перспективен от токамаците, но неуспехите в работата на американското Национално запалително съоръжение (NIF), накараха много физици да се върнат към идеята за „бавен“ синтез.
Както се надяват Макгъфи и колегите му, създадената от тях методика за наблюдения на разпределението на енергията по свивания образец гориво ще помогне да се върне лидерството на „бързите“ реактори. Те са я открили сравнително случайно – като наблюдавали свиването на деутерия и трития, авторите на статията обърнали внимание, че капсулата, в която те се съдържали, имала известно количество мед.
Както обясняват физиците, при облъчване с лазер медта се нагрява до свръхвисоки температури и започва да излъчва рентгенови лъчи на определени честоти на вълната, които може да се наблюдават с използването на детектори на електромагнитни вълни.
Въз основа на това наблюдение екипът на Макгъфи е създал специална „камера“, която им позволила да следят къде най-много се нагрява медта и съответно къде капсулата получава максимум енергия. Тези наблюдения вече са позволили на учените да повишат КПД на лазера (енергията, която се предава в горивото) до 7%, което е четири пъти повече, отколкото е постигано на NIF и други системи за „бърз“ термоядрен синтез.
Според физиците този показател може лесно да се увеличи до 15% чрез оптимизация и увеличение на размерите на капсулата и мощността на лазера. Както се надяват учените, тяхната работа ще възроди интереса към лазерния термоядрен синтез.
