Американским физикам удалось воспроизвести термоядерный синтез с самоподдерживающейся плазмой в новой экспериментальной установке с прозрачными «окнами» для измерений. Прорыв был достигнут 22 июня на Национальной установке лазерного зажигания (NIF) в рамках совместной работы Лос-Аламосской (LANL) и Ливерморской (LLNL) национальных лабораторий США.
В ходе эксперимента применили новую платформу THOR — Thinned Hohlraum Optimization for Radflow, или «оптимизированный истончённый гольраум с окнами». Это первый успешный случай зажигания термоядерного топлива с использованием такого подхода: установка достигла энергии синтеза в 2,4 ± 0,09 мегаджоуля и вызвала формирование горящей плазмы — самоподдерживающейся реакции с внутренней подпиткой энергии.
Традиционно в установке NIF используют закрытую золотую камеру — гольраум — с капсулой топлива из дейтерия и трития. Лазеры создают внутри неё мощный рентгеновский фон, вызывая симметричный коллапс капсулы и запуск реакции синтеза. Платформа THOR модифицирует эту систему: в стенках гольраума проделаны специальные «окна», через которые часть рентгеновского излучения может покидать камеру. Это позволяет облучать образцы материалов за пределами гольраума и исследовать их поведение в экстремальных радиационных условиях.
Однако наличие окон меняет распределение энергии и нарушает симметрию сжатия, что делает зажигание намного сложнее.
«Имплозии капсул чувствительны к малейшим потерям или возмущениям, и это может легко сорвать зажигание», — пояснил физик LANL Брайан Хейнс.
Успех эксперимента стал подтверждением точности вычислительных моделей, которые учитывали такие потери и позволили скорректировать проект установки.
Теперь, когда принципиальная работоспособность платформы подтверждена, учёные планируют усовершенствовать прозрачные элементы, чтобы увеличить их пропускную способность, а также разрабатывать экспериментальные модули для более точного измерения свойств материалов в условиях, ранее недостижимых в лаборатории.