Вчені підтвердили прорив у термоядерному синтезі

У грудні 2022 року вчені з Ліверморської національної лабораторії ім. Е. Лоуренса (LLNL) на установці NIF вперше досягли термоядерного займання — самопідтримується реакцією термоядерного синтезу, яка дала більше енергії, ніж було витрачено на її запуск. Вчена спільнота з граничною обережністю поставилася до роботи. Експертна оцінка тривала близько року і лише недавно підтримала висновки авторів: термоядерний синтез за допомогою лазерів працює.

Експерти оцінили п’ять робіт вчених LLNL, представлених для публікації в одному з найпрестижніших для фізиків журналі Physical Review Letters. Усі викладки авторів робіт були перевірені ще раз незалежними фахівцями. Цифри зійшлися. У тому тепер уже історичному експерименті на початку грудня 2022 року на капсулу з паливом було подано 2,05 МДж енергії, а вивільнилося 3,15 МДж, що приблизно в 1,5 раза більше. Вчені близько 50 років йшли до цієї мети, що можна назвати переломним моментом освоєння термоядерної енергії синтезу.

Пізніше, у середині 2023 року, після поліпшення капсули з паливом, зміни обсягу самого палива, умов запалення та оптимізації лазерів, було отримано ще найкращий вихід: 3,88 МДж за тієї ж енергії входу. Це стало найвищим на сьогодні досягненням у сфері інерційного термоядерного синтезу, коли майже дві сотні потужних лазерів (192 шт.) були сфокусовані на спеціальній капсулі з 220 мкг суміші дейтерію та тритію. Навколо палива було створено тиск до 600 млрд атмосфер і температура 151 млн. °C. І це призвело до запуску самопідтримуваної реакції синтезу, коли атоми водню зливали і виливали в простір енергію разом з атомами новонародженого гелію та нейтронами.

Опубліковані в журналі Physical Review Letters роботи. Про практичну цінність дослідження говорити дуже рано. Насправді на запуск та підтримку в роботі лазерів у процесі експерименту пішло на два лади енергії більше, ніж вивільнилося у процесі синтезу. Для нас головне, що інерційний метод термоядерного синтезу довів свою працездатність і в майбутньому може стати основою запуску керованих термоядерних реакцій.