Международен екип учени потвърдиха, че миналата година за първи път в лаборатория са успели да постигнат реакция на ядрен синтез, която се самовъзпроизвежда. Това доближава човечеството до възпроизвеждането на реакцията, която захранва Слънцето. Въпреки това, както пише ScienceAlert, те не са съвсем сигурни как да пресъздадат експеримента. Научната статия е публикувана в списание Physical Review Letters.
Ядрен синтез протича, когато два атома се обединят, за да създадат по-тежък, като страничен ефект при това е освобождаване на енергия. Този процес е често срещан в Космоса, но е много труден за възпроизвеждане в лабораторни условия, защото е необходима високоенергийна среда, за да продължи реакцията.
Слънцето генерира енергия чрез ядрен синтез – сблъсквайки водородни атоми, за да се създаде хелий. Свръхновите – експлодиращи звезди – също използват ядрен синтез за своите космически фойерверки. В тези реакции се образуват по-тежки молекули като желязо.
Но в изкуствени условия тук, на Земята, топлината и енергията са склонни да избягат чрез охлаждащи механизми като рентгеново лъчение и топлопроводимост. За да превърнат ядрения синтез в жизнеспособен източник на енергия за хората, учените първо трябва да гарантират, че изходната енергия надвишава вложената.
През 1955 г. физикът Джон Лоусън създава известния Критерий на Лоусън, за да определи кога е започнала самоподдържаща се термоядрена реакция.
Изследователи от Националния център по възпламеняване в Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ в Калифорния са прекарали повече от десетилетие в усъвършенстване на техниката си и сега потвърждават, че забележителният експеримент, проведен на 8 август 2021 г., всъщност е довел до първото успешно запалване на реакция на ядрен синтез. В новата статия експериментът от 2021 г. е оценяван по девет различни критерия на Лоусън.
„За първи път изпълнихме критериите на Лоусън в лаборатория“, казва ядреният физик Ани Кричър.
За да постигнат този ефект, учените поставили капсула, пълна с тритиево и деутериево гориво, в центъра на облицована със злато камера с обеднен уран и изстреляли 192 високоенергийни лазера в нея, за да създадат област на интензивно рентгеново лъчение. Именно в тази среда протекла самоподдържащата се термоядрена реакция.
При тези условия водородните атоми претърпели синтез, освобождавайки 1,3 мегаджаула енергия за 100 трилионни от секундата, което е 10 квадрилиона вата мощност.
През изминалата година изследователите се опитали да възпроизведат резултата в четири аналогични експеримента. За съжаление те успели да получат само половината от енергията в рекордния експеримент. Според Кричър запалването е много чувствително към малки изменения, като например разлики в структурата на всяка капсула и интензивността на лазерите.
„Ако започнете от микроскопично по-лоша начална точка, това се отразява в крайния добив на енергия“, казва плазменият физик Джеръми Читендън.
Екипът сега иска да определи точно какво е необходимо за постигане на запалване и как да направи експеримента по-устойчив на малки грешки. Без него процесът не може да бъде мащабиран за създаването на термоядрени реактори, които биха могли да захранват градовете, което е крайна цел на този вид експерименти.
