В США получили энергию из термоядерного синтеза: что это значит?
Ученые из США на этой неделе объявили о совершении прорыва в получении энергии посредством термоядерного синтеза. Во время эксперимента им удалось получить даже больше энергии, чем ожидалось, из-за чего пострадало оборудование.
Ученым из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии удалось воспроизвести процесс ядерного синтеза (тот же процесс, что происходит в Солнце и других звездах) и получить около 3,15 мегаджоуля энергии, что в 1,5 раза превысило использованную в лазерах энергию — 2,05 мегаджоуля.
"Это маленький шажок на длинном пути. То, что они осуществили — это лабораторный эксперимент, который невозможно использовать для практической выработки термоядерной энергии. Путем таких успешных экспериментов мы, возможно, приближаемся к практическому использованию. Хотя выработка энергии в эксперименте превысила затраты, цена самой установки настолько высока, что пока это несопоставимо", — говорит доцент Института кибернетики Таллиннского технического университета Владислав-Вениамин Пустынский в эфире передачи "Кофе+".
Попытки осуществить управляемый термоядерный синтез учеными предпринимаются давно. Например, сейчас во Франции строится Международный экспериментальный термоядерный реактор — это тоже лабораторная установка, задача которой заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерной реакции синтеза и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути. Срок окончания постройки запланирован на 2025 год. "Сколько нам осталось от экспериментов до практики, никто точно сказать не может. Вряд ли меньше десяти лет. Но, возможно, в перспективе двадцати лет мы уже приблизимся вплотную к постройке термоядерной электростанции", — говорит Пустынский.
Fission vs. Fusion
В английском языке есть два понятия Fission и Fusion. Fission — это процесс деления, а fusion — это слияние или синтез. До сих пор на атомных электростанциях использовали ядерную энергию только при распаде: он происходит, когда с тяжелым ядром сталкивается нейтрон. И в результате ядро распадается на два меньших атома. При этом высвобождаются дополнительные нейтроны, которые могут инициировать цепную реакцию. Энергия, выделяемая при делении в этих реакторах, нагревает воду до состояния пара. Пар используется для вращения турбины для производства электричества.
"При ядерном синтезе соединяются два легких ядра атома, обычно это водород или дейтерий. Такие реакции традиционно называются термоядерными, потому что для них требуется еще более высокая температура, чем для ядерных, — объясняет Пустынский. — При термоядерном синтезе не выделяется радиоактивных материалов. Побочная радиоактивность всегда присутствует, но она существенно меньше".
Если для ядерных реакций необходим уран и плутоний, то топливом для термоядерного синтеза может служить водород, которого в природе много. "Топливо для ядерной электростанции приходится добывать и обогащать — это достаточно дорого, и это радиоактивное производство. Для добычи термоядерного топлива особых усилий не нужно, хотя и там есть свои тонкости, потому что один из элементов, который вступает в реакцию — тритий, его в природе немного. Но он может выделяться в самих реакциях синтеза. Так что по сути такая электростанция была бы практически не радиоактивной, и топливо является гораздо более доступным", — говорит ученый.
Редактор: Юлия Тислер
Источник: Кофе+