Американський термоядерний реактор поставив новий рекорд

У Національній лабораторії ім.Лоуренса в Ліверморі фізики вперше змогли досягти рекордного виходу енергії - понад 1,3 мегаджоулів (МДж) - в результаті реакцій термоядерного синтезу.

Американські фізики стали на крок ближче до керованого термоядерного синтезу. За допомогою лазерів вони змогли запустити реакцію і отримали вихід трохи більше 1 мегаджоуля

Науковий комплекс National Ignition Facility (NIF) точно спрямовує, підсилює і фокусує 192 потужних лазерних промені на мішені розміром з ластик для олівця за кілька мільярдних часток секунди. NIF створює температуру в діапазоні понад 100 мільйонів градусів за Цельсієм і тиск понад 100 мільярдів атмосфер. Ці екстремальні умови призводять до того, що атоми водню в мішені зливаються і виділяють енергію в результаті контрольованої термоядерної реакції.

Але співвідношення витраченої на запуск процесу енергії до того, скільки її виділилося в результаті реакції, завжди залишалося хворим місцем термоядерного синтезу. 8 серпня 2021 року фізики на NIF змогли поставити новий рекорд енергетичного виходу цього процесу - літні експерименти показали у 8 разів вищий енергетичний вихід, ніж весняні досліди.

Досягнення таких великих виходів було давньою метою досліджень інерційного керованого термоядерного синтезу. Результати роботи ставлять американських дослідників на крок ближче до мети створення термоядерного реактора з інерційним механізмом займання.

Експеримент заснований на декількох результатах, досягнутих командою NIF. Серед них - нові методи діагностики системи, удосконалення синтезу мішені в оболонці капсули, що заповнює трубці і хохльраумі (золотому циліндрі, в якому знаходиться капсула-мішень), підвищення точності лазера і зміни конструкції для збільшення енергії системи.

Ці досягнення відкривають доступ до нового режиму експериментів з новими можливостями для досліджень і порівняльного моделювання. Майбутні досліди на установки допоможуть зрозуміти, як створити термоядерний реактор, здатний тривалий час генерувати велику кількість енергії.

Доповідь фізиків була представлена на 63-х щорічних зборах Відділу фізики плазми Американського фізичного товариства.