Във вторник ръководителят на Министерството на енергетиката и други федерални научни лидери обявиха, че реакция на термоядрен синтез, проведена в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор в Калифорния, е постигнала чиста енергия, което означава, че реакцията е генерирала повече енергия, отколкото е била вложена, за да започне реакцията.
Това е първият път, когато човечеството постига това. Ядреният синтез е начинът, по който слънцето произвежда енергия, но пресъздаването на полезна термоядрена реакция тук, на земята, убягва на учените от десетилетия.
Постигането на нетна положителна енергия проправя пътя за преминаване на термоядрения синтез от лабораторна наука към използваем енергиен източник, въпреки че широкомащабната комерсиализация на термоядрения синтез може да е след десетилетия.
Ядреният синтез е особено привлекателен предвид нарастващата неотложност на изменението на климата, защото ако може да се комерсиализира в мащаб, той не произвежда въглеродни емисии, нито произвежда дълготрайни ядрени отпадъци, свързани с ядреното делене, което е видът ядрена енергия, използвана за правете енергия днес.
„Понеделник, 5-ти декември 2022 г., беше важен ден в науката“, каза Джил Хруби, администратор на Националната администрация за ядрена сигурност, на пресконференция, обявяваща новината във вторник във Вашингтон. „Постигането на запалване в експеримент с контролиран синтез е постижение, което дойде след повече от 60 години глобални изследвания, разработки, инженеринг и експерименти.“
Достигането на запалване означава, че експериментът с термоядрения синтез е произвел повече енергия, отколкото лазерната енергия, използвана за задвижване на реакцията. След експеримента екипът анализира данните, за да може да направи това официално съобщение.
В експеримента на 5-ти декември около два мегаджаула (единица енергия) са влезли в реакцията и са излезли около три мегаджаула, казва Марвин Адамс, заместник-администратор по отбранителните програми в Националната администрация за ядрена сигурност. „Печалбата е от 1,5“, казва той.
Въпреки този научен пробив, който се празнува на най-високите нива на управление, ще минат много години, преди термоядрените електроцентрали вероятно да осигурят чиста изобилна енергия.
On Dec. 5, 2022, a team at LLNL's @lasers_llnl conducted the first controlled fusion experiment in history to achieve fusion ignition. Also known as scientific energy breakeven, the experiment produced more energy from fusion than the laser energy used to drive it. pic.twitter.com/t9htICEcuh
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) December 13, 2022
Една крачка напред в „ерата на синтеза“
Интересът към термоядрения синтез се увеличава драстично през последните години, тъй като опасенията относно изменението на климата и енергийната сигурност стават все по-сериозни.
Понастоящем в Съединените щати работят повече от 90 ядрени реактора, но тези ядрени реактори използват ядрено делене, когато неутрон се разбива в по-голям атом, което го кара да се раздели на два по-малки атома и освобождава много енергия. Реакциите на ядрено делене не отделят никакви емисии на въглероден диоксид и следователно се считат за чиста енергия, според Министерството на енергетиката на САЩ.
Съединените щати получават приблизително 19 процента от своето производство на електроенергия от тези атомни електроцентрали през 2021 г., според Администрацията за енергийна информация на САЩ, а енергията от ядрените реактори представлява половината от чистата енергия, генерирана в Съединените щати, според към Министерството на енергетиката.
Тези реактори обаче генерират дълготрайни ядрени радиоактивни отпадъци и повечето държави, включително Съединените щати, в момента нямат съоръжения за дълготрайно съхранение на тези отпадъци. Усилията за изграждане на постоянно, подземно геоложко хранилище за ядрени отпадъци досега са възпрепятствани.
Синтезът се случва, когато два атома се сблъскват, за да образуват по-тежък атом, освобождавайки огромни количества енергия, без да генерират емисии на въглероден диоксид или дълготрайни ядрени отпадъци.
Но е изключително трудно да се поддържа реакция на термоядрен синтез тук, на земята, и учените се опитват от десетилетия. По-специално, изисква огромни количества енергия за генериране на реакции и до този експеримент никой не беше демонстрирал способността да извлече повече енергия от реакцията, отколкото е необходима за нейното захранване.
Ядреният синтез вече е горещо място за инвеститорите в областта на климата и енергията – досега те са налели почти 5 милиарда долара в частни стартиращи фирми за термоядрена енергия, според Fusion Industry Association, като повече от половината от тях са от второто тримесечие на 2021 г.
Източник: CNBC
