Ядерный синтез приобретает конкретные черты

Процессы, происходящие на Солнце, американские ученые, возможно, смогли повторить на Земле. Фото с сайта www.llnl.gov

Британская Financial Times объявила о «крупном научном прорыве» в американской Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). Лаборатория подтвердила успешный эксперимент в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций, но подчеркнула, что анализ результатов продолжается.

«Первые диагностические данные свидетельствуют об еще одном успешном эксперименте в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций. Однако точная выработка все еще определяется, и мы не можем подтвердить, что на сегодняшний момент она превышает пороговое значение, – говорится в сообщении. – Анализ еще не завершен, поэтому от преждевременной публикации информации мы воздержимся».

Речь идет о том, что два осведомленных источника сообщили, что выход энергии превысил ожидаемый, повредив часть диагностического оборудования и затруднив анализ. При этом прорыв уже широко обсуждается учеными, добавили источники.

«Если это подтвердится, мы станем свидетелями исторического момента, – сказал доктор Артур Таррелл, плазменный физик и автор книги «Звездные строители» об истории термоядерной энергии. – Ученые с 1950-х годов никак не могли доказать, что термоядерный синтез сможет высвободить энергии больше затраченной, и похоже, что исследователи из Ливерморской лаборатории имени Лоуренса наконец-то этой давней цели достигли».

Николас Хоукер, исполнительный директор стартапа First Light Fusion из Оксфорда, чей подход аналогичен Ливерморской национальной лаборатории, назвал это событие прорывным. «Сложно себе представить более глубокий момент для термоядерной энергетики», – заключил он.

Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций стоимостью 3,5 млрд долл. изначально строился для испытаний ядерного оружия через имитацию взрывов, но с тех пор использовался для исследований в области термоядерной энергии. В прошлом году он ближе всех в мире подобрался к чистому приросту энергии, произведя в результате реакции синтеза 1,37 МДж – около 70% затраченной энергии лазера.

Немецкий экономический еженедельник Wirtschaftswoche задается вопросом, не приведет ли успех эксперимента с ядерным синтезом к ненужности энергоповорота, на который сделали ставку европейские страны.

Автор статьи успокаивает немецких и европейских политиков, что до коммерческого внедрения ядерного синтеза еще большой путь, измеряемый десятилетиями. Тот факт, что впервые удалось в результате ядерного синтеза из 2,05 МДж примененной энергии лазера получить 3,15 МДж, говорит о возможности достижения управляемой реакции ядерного синтеза. До сих пор такая реакция была неуправляемой и представляла собой взрыв термоядерной бомбы. Все физические процессы в этом эксперименте, напоминают происходящее на солнце. Проблема, отмечает автор немецкого еженедельника, состоит в том, чтобы одноразовый процесс, который удалось воссоздать, сделать длительным процессом, позволяющим иметь непрерывное производство энергии благодаря ядерному синтезу. Поэтому удавшийся эксперимент представляет собой скорее возможность исследовать физические процессы данного явления и не служит цели развития процессов, которые должны были бы происходить в недрах подобной электростанции, построенной на принципах ядерного синтеза. Сибилла Гюнтер, научный директор немецкого Института системы Макса Планка для физики плазмы в Гаршинге под Мюнхеном, считает, что примененная американцами методика является для электростанции скорее всего неэффективной.

Потребность в энергии для данного эксперимента не является устойчивым явлением. Другими словами, чтобы получить для запуска процесса синтеза потребные 2 МДж лазерной энергии, необходим 150-кратный заряд электрической энергии. Поэтому достигнутый в результате эксперимента результат в высшей степени неэффективен, отмечает журнал.

С точки зрения Сибиллы Гюнтер, несмотря на совершенный американцами прорыв, мало аргументов имеется в пользу того, что в следующие одно-два десятилетия что-либо изменится с точки зрения практического применения ядерного синтеза.

Несколько иначе видят складывающуюся ситуацию в США. Как пишет Financial Times, демонстрируя новую стратегию Белого дома по термоядерной энергетике, конгрессмен и председатель двухпартийной рабочей группы Дон Бейер назвал эту технологию «святым Граалем» чистой энергии, добавив: «Термоядерный синтез выведет из нищеты столько людей по всему миру, что это будет сопоставимо лишь с добычей огня».

Известно, что пока подобные исследования вели крупные государственные лаборатории формата ДЖЭТа или Объединенного европейского токамака в Оксфорде, но в последние годы инвестиции хлынули и в частные компании, которые сулят выработать термоядерную энергию уже в 2030-х, другими словами, через те же 10–20 лет, о которых говорила и вышеупомянутая Сибилла Гюнтер.

По данным Ассоциации термоядерного синтеза, за год до конца июня компании из этой области привлекли 2,83 млрд долл. инвестиций, в результате чего общий объем инвестиций частного сектора на сегодняшний день достиг почти 4,9 млрд.

Ведь даже при том, что многие ученые считают, что создание термоядерных электростанций станет возможным лишь спустя десятилетия, потенциал этой технологии трудно переоценить. Реакции термоядерного синтеза не выделяют ни углерода, ни радиоактивных отходов с долгим периодом полураспада, а небольшая чашка полученного в результате ядерного синтеза топлива теоретически может питать дом в течение сотен лет.

Конечно, американский прорыв свершился в момент, когда мир столкнулся с высокими ценами на энергию и необходимостью скорейшего отказа от ископаемого топлива, чтобы не допустить опасного скачка средних мировых температур. В соответствии с Законом о снижении инфляции администрация Байдена вложит в новые субсидии на низкоуглеродную энергетику почти 370 млрд долл. – это поможет сократить выбросы и выиграть глобальную гонку за чистые технологии следующего поколения.

Для Европы, которая планирует через два десятилетия перейти на новый энергоноситель типа водорода, самое время задуматься о правильности выбранной энергетической стратегии.