Fusion — це Святий Грааль чистої енергії, і він щойно зробив великий прорив

Вчені Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса в Каліфорнії зробили важливий випадок прорив у технології ядерного синтезу, яка використовує енергію, яка вивільняється, коли два атоми водню зливаються разом, утворюючи гелій. 5 грудня вони досягли так званого «займання», що означає, що в результаті реакції термоядерного синтезу було вироблено більше енергії, ніж було потрібно для того, щоб реакція відбулася. Це великий крок вперед для того, що може стати одним із найважливіших джерел чистої енергії в майбутньому.

Успішний експеримент відбувся на National Ignition Facility у Ліверморі, штат Каліфорнія, де знаходиться найбільша у світі установка лазерного термоядерного синтезу. Раніше цього місяця лазери були спрямовані на крихітний золотий циліндр, що містить сферичний алмаз, усередині якого були ізотопи водню дейтерій і тритій. Їх нагрівали при екстремальних температурах, поки вони не об'єдналися, щоб утворити гелій.

Цей процес злиття двох або більше атомних ядер у єдине важче ядро ​​вивільняє енергію, яку потім можна використовувати для виробництва електроенергії. Термоядерний синтез найбільше відомий тим, що забезпечує енергією сонце та інші зірки, але в майбутньому він також може використовуватися для забезпечення більшості наших потреб в енергії прямо тут, на землі. Ймовірно, це єдина форма чистої енергії на горизонті прямо зараз, яка має потенціал справді революціонізувати наше використання енергії, забезпечуючи майже безмежну достаток енергії.

Це перший відомий випадок займання — виділяється більше енергії, ніж йде на реакцію. Незважаючи на прорив, є низка проблем, які доведеться подолати, перш ніж електрика у вашому домі буде надходити від термоядерної електростанції.

По-перше, це технологічні виклики. Об’єкт NIF все ще використовує більше енергії з мережі, ніж отримує назад у вигляді енергії від реакції. Це доведеться змінити, тобто ефективність усієї операції збільшиться на порядки. Запалювання є лише першим кроком до комерційної життєздатності. Щоб термоядерний синтез став практичною реальністю, реакція має стати справді самопідтримуваною, оскільки одна реакція термоядерного синтезу живить іншу й іншу.

Тоді є вартість. тритій зокрема є дорогим і дефіцитним, і ці ресурси навіть не враховують вартість будівництва термоядерної установки. Крім того, незрозуміло, який підхід є найкращим способом створення ланцюгової реакції синтезу. Лазери є лише одним із методів обробки реакції, яка може досягати температури в мільйони градусів за Цельсієм. Магніти — ще один поширений метод, який використовується для створення потужного магнітного поля, яке обмежує гарячу плазму, коли вона обертається навколо вакуумної камери, яка називається токамак. Величезне розмаїття різних методів термоядерного синтезу говорить про необхідність набагато більше експериментів.

Навіть найоптимістичніші прогнози свідчать про те, що термоядерний завод не запрацює раніше 2030-х років. Представники Міністерства енергетики кажуть, що це буде “десятиліття” до того, як комерційний синтез стане реальністю. Тим не менш, Міністерство енергетики сподівається запустити пілотну установку до початку 2030-х років, а реальна річ може з’явитися незабаром після цього.

Зміна клімату вже є серйозною проблемою, як і її наслідки відчувається навколо світу. Великий прорив у термоядерному синтезі міг би стати рішенням, але скептики мають рацію, коли зазначають, що фанати Массачусетського технологічного інституту та Каліфорнійського технічного університету просто не рухаються достатньо швидко. Світ чекає на них, затамувавши подих. Чи можуть вони перетворити фігурну солому на золото? Лише час покаже, але я, наприклад, вірю, що вони мають усе необхідне для цього.