Учёные Национальной лаборатории им. Лоуренса Ливермора (LLNL) сообщили о новых успехах в экспериментах по управляемому термоядерному синтезу на Национальном комплексе лазерного зажигания (NIF). В последних опытах энерговыделение эксперимента существенно возросло. Учёным удалось достичь сначала 5,2 мегаджоуля, а затем и 8,6 мегаджоуля выработанной энергии.

Эти результаты представляют собой значительный прогресс по сравнению с историческим экспериментом 2022 года, когда впервые была достигнута контролируемая реакция ядерного синтеза, выработавшая больше энергии, чем было затрачено на её инициацию. Тогда энерговыделение составило 3,15 мегаджоуля при затратах лазеров в 2,05 мегаджоуля. Несмотря на впечатляющий рост показателей, ни один из экспериментов пока не достиг уровня, достаточного для передачи энергии в общую электросеть, не говоря уже о компенсации энергопотребления всей установки NIF. Для примера, первый эксперимент с положительным энергобалансом потребовал 300 мегаджоулей только для работы лазерной системы.

В NIF используется метод инерциального удержания для создания реакций синтеза. Топливо, покрытое алмазом и заключенное в небольшой золотой цилиндр, помещается в вакуумную камеру диаметром 10 метров, где 192 мощных лазерных луча фокусируются на мишени. Под воздействием излучения цилиндр испаряется, испуская рентгеновские лучи, которые облучают топливную гранулу. Алмазное покрытие гранулы получает столь большое количество энергии, что превращается в расширяющуюся плазму, которая сжимает находящееся внутри дейтерий-тритиевое топливо до такой степени, что происходит слияние ядер, высвобождающее энергию.

Стоит отметить, что помимо инерциального удержания, существует и другой основной подход к управляемому термоядерному синтезу – магнитное удержание, использующее мощные сверхпроводящие магниты для сжатия и удержания плазмы. Хотя пока ни один эксперимент с магнитным удержанием не показал положительного энергобаланса, разрабатываются и строятся несколько установок, от которых ожидается достижение этой вехи. Параллельно несколько стартапов, таких как Xcimer Energy и Focused Energy, также занимаются исследованиями в области инерциального удержания.

Несмотря на то, что путь к практическому применению управляемого термоядерного синтеза ещё далёк, результаты экспериментов на NIF демонстрируют значительный прогресс и подтверждают жизнеспособность этого подхода к получению практически неисчерпаемого источника энергии.