18 августа 2021

Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций США впервые достиг рекордной мощности энергетического выхода в 1,3 мегаджоуля

Atomic-Energy.ru
LLNL Лазерные предусилители NIF LLNL

Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility, NIF) достиг рекордной мощности по выходу энергии, что, по словам специалистов, ставит технологию "на порог инерциального термоядерного синтеза". Новый рекордный лазерный выстрел произвел в 25 раз больше энергии, чем следующий лучший эксперимент данного проекта.

"Этот результат – исторический шаг вперед для исследований в области инерциального термоядерного синтеза", - сказала Ким Будил, директор Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, где размещается NIF, - “Он открывает "принципиально новый режим для исследований и продвижения наших важнейших задач в области национальной безопасности."

Комплекс NIF занимает площадь, эквивалентную более чем трем футбольным полям, и генерирует 192 интенсивных лазерных луча, которые фокусируются на мишени из дейтерий-тритиевого термоядерного топлива диаметром всего несколько миллиметров.

Лазеры мгновенно нагревают эту мишень до температуры более 3 миллионов градусов Цельсия, вызывая вспучивание ее поверхности с соответствующим эффектом, который сжимает дейтерий и тритий до плотности, при которой происходит слияние их атомов. Эти реакции синтеза высвобождают огромное количество энергии, называемое “выходом”.

LLNL заявила, что предварительный анализ эксперимента 8 августа показал выход 1,3 мегаджоуля, что примерно в 25 раз больше, чем предыдущий рекорд в 55 килоджоулей, достигнутый в январе 2018 года.

Конечная цель NIF – инициировать "зажигание", когда излучение, высвобождаемое при термоядерном синтезе, достаточно для нагрева окружающего топлива и его расплавления. Это в свою очередь создаст самоподдерживающуюся термоядерную реакцию. LLNL заявила, что ее последний рекорд подводит ее к "порогу" этой цели.

LLNL Ученый LLNL внутри камеры NIF с полостным “hohlraum”-устройством LLNL

"В перспективе доступ к этому новому экспериментальному режиму откроет новые пути для исследований и даст возможность проверить моделирование, используемое для понимания близости к зажиганию", - заявили в LLNL, - "Планы повторных экспериментов находятся в стадии реализации, хотя их выполнение займет несколько месяцев".

LLNL четко отмечает, что "основная задача NIF заключается в предоставлении экспериментальных знаний и данных для научно обоснованной программы управления материальными ресурсами Национальной администрации по ядерной безопасности" (другими словами, обслуживание и модернизация ядерного оружия США - прим. ред.) но наука, которую развивает Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций, также играет важную роль в мирной цели создания термоядерных электростанций.

LLNL заявила, что новый рекорд был достигнут после ряда усовершенствований в процессе работы комплекса NIF, включая: 

  • внедрение нового диагностического оборудования и процессов; 
  • усовершенствования в производстве полостного “hohlraum”-устройства, в котором содержится топливная мишень; 
  • и улучшение точности лазера, среди прочего.

Предварительный результат энергетического выхода 1,3 мегаджоуля должен будет пройти через экспертную оценку и процесс публикации в научном журнале, прежде чем он станет официальным, отметили в LLNL.