Ученые приблизились к управлению термоядерной реакцией

Сотрудники Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США(NIF) в ходе экспериментов добились энерговыделения плазмы свыше 60 килоджоулей. Этот результат как никогда близок к порогу, при котором реакция синтеза будет самоподдерживающейся.

Как сообщает Naked Science, об успехах ядерщиков сообщили на встрече Отдела физики плазмы Американского физического общества (American Physical Society’s Division of Plasma Physics). Об успехе также написал новостной сайт Американской ассоциации достижений науки (AAAS) – Sciencemag.

Как рассказал заведующий программой исследований управляемого термоядерного синтеза Марк Херрманн, в недавнем эксперименте удалось существенно превысить порог в 60 килоджоулей. На сегодня эта цифра — устойчиво повторяемый результат.

Ближайшие «выстрелы» опытной установки NIF помогут понять, насколько ученые близки к заветному пределу в 100 килоджоулей. Согласно расчетам, именно на этой отметке энерговыделения у физиков получится создать самоподдерживающуюся термоядерную реакцию, то есть зажечь плазму. Большим достижением будет и несколько меньший выход энергии (70-90 килоджоулей), при котором «горение» еще не начнется, но уже будет происходить саморазогрев плазмы.

Отмечается, что Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций запустили в 2010 году.

В «сердце» комплекса расположена вакуумная камера, куда помещают специальные мишени с термоядерным топливом (дейтерий плюс тритий). Их облучают чрезвычайно мощными и кратковременными импульсами ультрафиолетового лазера, что приводит к резкому сжатию и нагреву топлива, в котором возникает реакция синтеза ядер. За 10 лет установка произвела около трех тысяч «выстрелов».

Первоначальное предназначение NIF — эксперименты по созданию и поддержанию управляемых реакций синтеза, однако достичь практического результата оказалось непросто. Каждый последующий эксперимент по управляемому термоядерному синтезу демонстрирует все новые сложности с ограничениями.

В первые три года после запуска NIF на установке удалось достичь энерговыделения плазмы всего лишь в один килоджоуль, что поставило под вопрос дальнейшую судьбу всей программы. В последние годы «выстрелы» установки распределяются следующим образом: примерно 10% производятся в рамках фундаментальных физических исследований, еще 30% уходят на эксперименты по управляемому термоядерному синтезу, а остальные выполняют в интересах военных – установка симулирует взрывы термоядерных бомб для проверки надежности боеголовок.

Марк Херрманн предсказывает зажигание плазмы в следующей кампании экспериментов.