Виробляти нескінченну енергію з нульовими викидами, просто розбиваючи атоми водню разом, було дещо десятиліттям. Тепер, завдяки футуристичному експерименту та десяткам плазмових гармат, вчені можуть наблизитись до крихітного кроку до можливої сили синтезу.
На машині встановлено вісімнадцять із 36 плазмових гармат, які могли б реалізувати енергію синтезу реальністю. Ці знаряддя є ключовими компонентами експерименту з плазмових лайнерів Національної лабораторії Лос-Аламоса (PLX), який використовує новий підхід до проблеми. PLX, якщо це спрацює, поєднає два існуючі методи розщеплення однопротонних атомів водню разом, щоб утворити двопротонні атоми гелію. Цей процес генерує величезну кількість енергії на одну частину палива, набагато більше, ніж розщеплення важких атомів (поділ). Сподіваємось, що метод, запроваджений в PLX, навчить вчених як створити цю енергію досить ефективно, щоб бути гідною для використання в реальному світі.
Обіцянка синтезу полягає в тому, що він виробляє тонни енергії. Щоразу, коли два атоми водню зливаються в гелій, невелика частина їх речовини перетворюється на цілу масу енергії.
Проблема синтезу полягає в тому, що ніхто не придумав, як генерувати цю енергію корисним способом.
Принципи досить прості, але виконання - це завдання. На даний момент у світі існує безліч воднево-синтезних бомб, які здатні миттєво звільнити всю свою енергію і знищити себе (і все інше на відстані миль). Малюкові навіть іноді вдається побудувати крихітний неефективний термоядерний реактор у своїй ігровій кімнаті. Але існуючі термоядерні реактори висмоктують більше енергії, ніж вони створюють. Ніхто ще не встиг створити контрольовану, стійку реакцію синтезу, яка б випила більше енергії, ніж споживається машиною, що створює та містить реакцію.
Перший із двох методів, який PLX поєднує, називається магнітним обмеженням. Це те, що використовується в термоядерних реакторах під назвою токамаки, які використовують потужні магніти для призупинення перегрітої, ультрагустої плазми плавких атомів всередині машини, щоб вона продовжувала плавлення і не бігла. Найбільша з них - це ITER, 25 000-тонна (23 000 метричних тонн) машина у Франції. Але цей проект зіткнувся із затримками та перевищенням витрат, і навіть оптимістичні прогнози припускають, що він не буде завершеним до 2050-х років, про що повідомляє BBC у 2017 році.
Другий підхід називається інерційним обмеженням. Національна лабораторія Лоуренса Лівермора, інший департамент енергетики, має апарат під назвою Національний фонд запалювання (NIF), який веде цей шлях до синтезу. NIF - це в основному дуже велика система для запуску надпотужних лазерів на крихітних паливних елементах, що містять водень. Коли лазери потрапляють на пальне, водень нагрівається і, потрапляючи в паливний елемент, плавиться. NIF функціонує, але не виробляє більше енергії, ніж використовує.
Згідно із заявою Американського фізичного товариства (APS), PLX дещо відрізняється від будь-якого з цих двох. Він використовує магніти, щоб містити свій водень, як токамак. Але цей водень підводиться до температур і тиску плавлення гарячими струменями плазмової стрільби з гармат, розведених навколо сферичної камери пристрою, використовуючи гармати замість лазерів, як у NIF.
Фізики, які ведуть проект PLX, провели кілька ранніх експериментів, використовуючи 18 уже встановлених гармат, згідно з даними APS. Ці експерименти запропонували дослідникам ранні дані про те, як поводяться струмені плазми, коли вони стикаються всередині машини, і дослідники представили ці дані вчора (21 жовтня) на щорічній нараді відділу фізики плазми APS у Форт-Лодердейлі, штат Флорида. Ці дані є важливими, вважають дослідники, оскільки існують суперечливі теоретичні моделі того, як саме поводиться плазма, коли вона стикається при подібних зіткненнях.
Лос-Аламос заявив, що команда сподівається встановити решту 18 гармат на початку 2020 року та провести експерименти з використанням повної 36-плазмової батареї до кінця цього року.
