04.02.2023

Американские ученые добились положительного баланса в выработке термоядерной энергии

Впервые в истории американские ученые из Национального центра воспламенения при Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии успешно произвели реакцию ядерного синтеза, в результате чего был получен чистый прирост энергии.

Ядерный синтез происходит на Солнце и в различным земных производственных установках и оружии, когда два или более атома сливаются в один более крупный, процесс, который генерирует огромное количество энергии, отдаваемой в виде тепла.

Ученые по всему миру десятилетиями изучают возможности ядерного синтеза, надеясь воссоздать его с помощью нового источника, который обеспечивает неограниченную, безуглеродную энергию.

Задача – обойтись без ядерных отходов, образующихся в современных ядерных реакторах.

В настоящее время в проектах использования термоядерного синтеза в основном задействованы дейтерий и тритий – оба элемента, являющимися изотопами водорода.

Дейтерий в объеме стакана воды, с добавлением небольшого количества трития мог бы питать энергией жилой дом на протяжении года.

Однако тритий встречается в природе редко и его получение синтетическим путем обходится недёшево.

Впрочем, базовым остается водород.

— В отличие от угля, вам нужно лишь небольшое количество водорода, и это самое распространенное вещество во Вселенной, — поясняет репортеру CNN Джулио Фридман, главный научный сотрудник Carbon Direct и бывший главный технолог по энергетике в Lawrence Livermore.

— Водород содержится в воде, поэтому вещество, которое генерирует эту энергию, совершенно неограниченно и является чистым, — заключает он.

Следует различать реакции термоядерного синтеза от ядерного деления.

В первом случае происходит слияние двух и более атомов вещества, а в последнем случае – деление или расщепления большого атома на меньший по массе.

Ядерное деление — это тот вид энергии, который сегодня приводит в действие ядерные реакторы по всему миру.

Подобно термоядерному синтезу, тепло, образующееся при расщеплении атомов, также используется для выработки электроэнергии.

По данным Министерства энергетики, ядерная энергия является источником энергии с нулевым уровнем выбросов, но при этом образуются летучие радиоактивные отходы, которые необходимо безопасно хранить и которые сопряжены с рисками для безопасности.

Ядерные аварии, хотя и редкие, происходили на протяжении всей истории с широкомасштабными и смертельными последствиями, такими как на реакторах «Фукусима» и «Чернобыль».

Ядерный синтез не несет в себе таких же рисков для безопасности, и материалы, используемые для его питания, имеют гораздо более короткий период полураспада, чем при реакции деления атомов.

При этом, существует два основных способа получения ядерного синтеза, но оба обеспечивают одинаковый результат: слияние двух атомов создает огромное количество тепла, которое является ключом к получению энергии.

Это тепло может быть использовано для нагрева воды, создания пара и вращения турбин для выработки энергии – во многом подобно тому, как ядерное деление генерирует энергию.

Большая проблема использования термоядерной энергии заключается в том, чтобы поддерживать ее достаточно долго, чтобы она могла питать электрические сети и системы отопления по всему миру.

Успешный прорыв США — это большое дело, но он пока не применим для выработки достаточного количества энергии для работы одной электростанции, не говоря уже о десятках тысяч электростанций.

Предстоит еще много шагов, прежде чем достижение ученых станет коммерчески жизнеспособным.

Несколько проектов по освоению термоядерной энергии находятся в США, Соединенном Королевстве и Европе.

Франция является родиной Международного экспериментального термоядерного реактора, над которым сотрудничают тридцать пять стран, включая основных членов – Китай, Соединенные Штаты, Европейский союз, Россию, Индию, Японию и Южную Корею.

В США большая часть работ проводится в Национальном центре воспламенения Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии, в здании размером с три футбольных поля.

Поделиться

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика