Американские физики на доли секунды создали «горящую» плазму, необходимую для термоядерного синтеза

Основная идея управляемого термоядерного синтеза — использовать энергию, которая высвобождается при синтезе более тяжелых атомных ядер из более легких. Например, когда после столкновения атомов водорода образуется гелий, как это происходит на Солнце.

Однако для того, чтобы достаточно сблизить ядра водорода, в свою очередь, необходимо достаточное количество энергии. В так называемой горящей плазме (англ. burning plasma) сами реакции синтеза выступают основным источником нагрева, необходимого для поддержания и распространения реакции. Поэтому получение горящей плазмы — один из ключевых шагов к производству почти полностью экологически чистой термоядерной энергии.

В новой статье исследователи из NIF (англ. National Ignition Facility) в Ливерморской национальной лаборатории смогли инициировать термоядерную реакцию, которая ненадолго поддерживалась сама по себе. Для этого ученые использовали лазерный комплекс, выдающий до 1,9 мегаджоуля энергии в импульсах с пиковой мощностью до 500 тераватт.

В крошечную капсулу ученые поместили несколько миллиграммов тритий-дейтериевого топлива — смеси двух тяжелых изотопов водорода, на которую нацелили 192 лазера. Вместе они нагрели топливо примерно до 100 миллионов градусов, создавая внутри давление в полтора раза выше, чем внутри Солнца. Так ученым на триллионную долю секунды удалось создать горящую плазму, и этого было достаточно, чтобы считать эксперимент успешным.

Тем не менее полученного количества энергии все еще недостаточно для запуска реакции, однако исследователи считают, что они близки к следующему шагу. Когда топливо сможет «гореть» само по себе, оно будет производить значительно больше энергии, чем требуется для запуска начальной реакции.

Полученные результаты интересны с научной точки зрения, считает один из соавторов исследования Омар Харрикейн (Omar Hurricane), главный научный сотрудник Ливерморской лаборатории. Однако до реального использования термоядерного синтеза для получения энергии еще долго — возможно, десятилетия, считает ученый.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.