Энергия термоядерного синтеза превысила поглощенную

Эффективность термоядерного синтеза в экспериментах NIF. Красным отмечена часть, полученная в результате самонагревания.
Эффективность термоядерного синтеза в экспериментах NIF. Красным отмечена часть, полученная в результате самонагревания.

Ученым Ливерморской национальной лаборатории удалось провести термоядерный синтез, в котором выделенная топливом энергия превзошла поглощенную. Результаты экспериментов, проведенных в Национальном комплексе зажигания (NIF) в августе, сентябре и ноябре 2013 года, публикует Nature. Кратко предыстории работы посвящена редакционная статья.

Выделенная при термоядерном синтезе энергия в среднем в полтора раза превышала энергию, поглощенную топливом. Наиболее эффективно реакция прошла в ходе трех последних экспериментов, проведенных 13 августа, 13 сентября и 13 ноября 2013 года (о результатах первого эксперимента ученые сообщали еще летом).

В ходе последнего эксперимента уровень выделявшейся энергии достиг максимального значения — 17 килоджоулей. Топливо при этом поглотило не более 10 килоджоулей. Однако, следует иметь в виду, что поглощенная энергия составляет лишь малую (менее процента) долю энергии, затраченной на лазерный импульс, с помощью которого ученые пытаются инициировать термоядерный синтез.

Ключевой параметр реакции, который определяет возможность зажигания, — так называемый критерий Лоусона, — достиг в ходе эксперимента половины того значения, которое необходимо для «зажигания», то есть для того, чтобы реакция стала самоподдерживающейся. Это, по словам ученых, существенно лучше, чем они ожидали получить при математическом моделировании эксперимента.

Термоядерный синтез становится возможным при удержании достаточно большого количества взаимодействующих ядер в небольшом пространстве достаточно длительное время. Для достижения этой «концентрации» существует две принципиальные стратегии: использовать низкое давление длительное время или высокое давление при коротком импульсе. Первая стратегия используется в токамаках, в том числе строящемся реакторе ITER, вторая, инерциальная, применяется в установке NIF, где дейтериево-тритиевое топливо сжимают мощным синхронным импульсом 192 лазеров.

Первые эксперименты, проведенные на NIF после постройки в 2009 году, не увенчались успехом. Ученые столкнулись с тем, что из-за нестабильности топливной оболочки достичь нужных значений критерия Лоусона не удавалось. В данном исследовании авторы применили новый подход к наращиванию лазерного импульса (high-foot), который делает сжатие топлива гораздо стабильнее. Он, однако, имеет собственные ограничения, связанные с достижением давления. Таким образом, удастся ли довести на NIF термоядерную реакцию до «зажигания» этим методом, до сих пор непонятно.

Поправки:

В материале «Энергия термоядерного синтеза превысила поглощенную» была обнаружена и исправлена ошибка. В тексте указано, что возможность зажигания при термоядерной реакции определяется критерием Лоуренса, в действительности она определяется критерием Лоусона.

«Лента.ру» приносит свои извинения читателям.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
«Это чертов кошмар»
Как выжить музыкантам-мигрантам при Трампе
Прощай, реальность
Призеры и итоги Берлинского фестиваля
Вырви глаз
15 слишком эпатажных проектов известных тюнинг-ателье
Как клиенты мстят дилерам
Топор, кувалды, телеги с сеном и другие способы отомстить производителю
Как едет обновленная «Октавия»
Зачем Skoda Octavia новые фары и что случилось с ее подстаканником
10 культовых машин из Восточной Европы
Автомобили из соцстран, которые знали даже в США
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды