Американски учени са направили научен пробив, свързан с близо едновековния стремеж да се овладее термоядреният синтез. Това съобщи американското Министерство на енергетиката във вторник.
По време на свой опит учени в Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" в Калифорния са успели да преминат бариера, чрез която през постигането на ядрен синтез се извлича повече енергия, отколкото е вложена.
Постижението ще проправи пътя за напредък в националната отбрана и бъдещето на чистата енергия, каза енергийната министърка Дженифър Гранхолм на пресконференция. Пробивът "ще остане в учебниците по история", добави тя.
Засега учените подчертават, че трябва да бъде извървян дълъг път, преди технологията да може да бъде използвана за производство на енергия за домовете на хората.
Какво представлява ядреният синтез
Реакциите на ядрен синтез захранват например Слънцето и други звезди. Тя се случва, когато две леки ядра се сливат, за да образуват едно по-тежко ядро. Тъй като общата маса на това единично ядро е по-малка от масата на двете първоначални ядра, остатъчната маса е енергията, която се освобождава в процеса.
В случая със Слънцето неговата интензивна топлина, която се равнява на милиони градуси по Целзий, и налягането, упражнявано от гравитацията му, водят до това атоми, които иначе биха се отблъсквали, да се слеят.
Учените отдавна са разбрали как работи ядреният синтез и още през 30-те години на миналия век са се опитвали да възпроизведат процеса на Земята. Голямото предизвикателство при опитите за пресъздаването на процеса е, че за постигането му са нужни температура и налягане. Досега всеки опит се е провалял с това да произведе повече енергия, отколкото е била вложена.
Според Министерството на енергетиката настоящите усилия са съсредоточени върху сливането на двойка изотопи на водорода - деутерий и тритий, като според учените тази специфична комбинация освобождава "много повече енергия от повечето реакции на синтез" и изисква по-малко топлина за това.
То е противоположно на ядреното делене, при което тежките атоми се разцепват. Този тип реакция се използва сега в ядрените електроцентрали, но при него се произвеждат много и дълготрайни радиационни отпадъци, които трябва да се съхраняват по безопасен начин, отбелязва Би Би Си.
Колко значим е пробивът
Даниел Каммен, професор по енергетика в Калифорнийския университет в Бъркли, каза, че ядреният синтез предлага възможността за "по принцип неограничено" гориво, ако технологията може да бъде направена търговски приложима. По негови думи необходимите елементи са налични в морската вода.
Също така при този процес не се образуват радиоактивни отпадъци, както при ядреното делене, каза Каммен.
"Най-критичната характеристика на преминаването на термоядрения синтез от теория към търговска реалност е получаването на повече енергия навън, отколкото навътре", доабви той.
Как учените са го постигнали
Един от начините, по които учените до момента са се опитвали да пресъздадат ядрения синтез, включва т.нар. токамак - вакуумна камера с форма на поничка, която използва мощни магнити, за да превърне горивото в прегрята плазма (между 150 и 300 милиона градуса по Целзий), в която може да се осъществи синтез.
Лабораторията "Лорънс Ливърмор" използва различна техника. Изследователите изстрелват 192 лъча лазер към малка капсула, пълна с деутерий-тритиево гориво. Лабораторията съобщава, че тестът през август 2021 г. е произвел 1,35 мегаджаула енергия от термоядрен синтез - около 70% от енергията, изстреляна към мишената.
Няколко последващи експеримента са показали влошени резултати, които впоследствие лабораторията е успяла да подобри.
