Ядреният синтез е Светият Граал на чистата енергия и току-що направи голям пробив

Учени от Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" в Калифорния направиха важен пробив в технологията за ядрен синтез, която използва енергията, която се освобождава, когато два водородни атома се слеят заедно, за да се получи хелий. На 5 декември те постигнаха това, което е известно като „запалване“, което означава, че от реакцията на термоядрен синтез е произведена повече енергия, отколкото е необходимо, за да се осъществи реакцията. Това е голяма стъпка напред за това, което може да бъде един от най-важните източници на чиста енергия в бъдеще.

Успешният експеримент се проведе в National Ignition Facility в Ливърмор, Калифорния, където се намира най-голямото в света съоръжение за лазерен синтез. По-рано този месец лазери бяха насочени към малък златен цилиндър, съдържащ сферичен диамант, вътре в който имаше водородни изотопи деутерий и тритий. Те бяха нагрявани при екстремни температури, докато се комбинират, за да произведат хелий.

Този процес на две или повече атомни ядра, които се сливат заедно, за да образуват едно, по-тежко ядро, освобождава енергия, която след това може да се използва за генериране на електричество. Ядреният синтез е най-известен с захранването на слънцето и други звезди, но в бъдеще може да се използва и за захранване на повечето ни енергийни нужди тук, на земята. Това е може би единствената форма на чиста енергия на хоризонта в момента, която има потенциала наистина да революционизира нашето потребление на енергия, осигурявайки почти неограничени енергийно изобилие.

Това е първият известен случай на запалване - извличане на повече енергия, отколкото е влязла в реакцията. Въпреки пробива, има редица предизвикателства, които ще трябва да бъдат преодолени, преди електричеството във вашия дом да дойде от централа за ядрен синтез.

Първите са технологичните предизвикателства. Съоръжението NIF все още използва повече енергия от мрежата, отколкото получава обратно по отношение на мощността от реакцията. Това ще трябва да се промени, което означава, че ефективността на цялата операция ще трябва да се увеличи с порядъци. Запалването е само първата стъпка към търговската жизнеспособност. За да стане термоядреният синтез практическа реалност, реакцията ще трябва да стане наистина самоподдържаща се, тъй като една термоядрена реакция захранва друга и друга.

След това има цена. тритий по-специално е скъпо и оскъдно и тези суровини дори не отчитат разходите за изграждане на съоръжението за синтез. Освен това не е ясно какъв подход е най-добрият начин за създаване на верижна реакция на синтез. Лазерите са само един метод за справяне с реакция, която може да достигне температури до милиони градуси по Целзий. Магнитите са друг често срещан метод, използван за създаване на мощно магнитно поле, което ограничава гореща плазма, докато обикаля около вакуумна камера, наречена токамак. Самото разнообразие от различни методи за синтез предполага, че са необходими много повече експерименти.

Дори най-оптимистичните прогнози са, че термоядрена инсталация няма да влезе в експлоатация до 2030 г. Хората от Министерството на енергетиката казват, че ще бъде „десетилетия” преди търговският синтез да е реалност. Въпреки това, Министерството на енергетиката се надява да има пилотен завод в началото на 2030 г., а истинското нещо може да дойде малко след това.

Изменението на климата обаче вече е основен проблем, както и въздействието му се усеща по света. Голям пробив в термоядрения синтез може да бъде решението, но скептиците са прави да посочат, че специалистите от MIT и Cal-Tech просто не се движат достатъчно бързо. Светът ги чака със затаен дъх. Могат ли да превърнат фигуративната слама в злато? Само времето ще покаже, но аз вярвам, че имат всичко необходимо, за да го направят.