Наука
Этот эксперимент планируется провести летом 2009-го года в национальной лаборатории в Калифорнии (США). Целью данного эксперимента является демонстрация возможности ядерного синтеза в земных условиях. Как считают сами ученые, в случае успешного проведения данного эксперимента человечество вплотную приблизится к созданию промышленных термоядерных энергетических установок, которые обеспечат людей дешевой и экологически чистой энергией в обозримом будущем.

Экспериментальные установки для проведения реакции термоядерного синтеза стоились уже давно. Это установки типа Токамак, Стелларатор, ИТЭР. Вышеперечисленные установки относятся к типу квазистационарных систем, где нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре.

Но успехи в поддержании стабильного протекания термоядерной реакции, а главное получение избытка энергии в результате реакции по отношению к энергии, затраченной на поддержание термоядерной реакции в уже построенных установках пока не велики.

Установка, построенная в США, в отличие от уже известных нам реакторов является импульсной системой (инерционный синтез). В таких системах управляемый термоядерный синтез осуществляется путем кратковременного нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными лазерными или ионными импульсами. Такое облучение вызывает последовательность термоядерных микровзрывов.

На этом принципе и построена работа лазерной термоядерной установке (NIF- National Ignition Facility) и Z-Машине в Национальной лаборатории Сандиа в Калифорнии. На постройку установки ушло 12 лет и около 4-х миллиардов долларов.

Внешний вид здания National Ignition Facility

 По своим размерам вся установка больше двух футбольных полей, а целью всего этого является маленький шарик в диаметре около 2-х миллиметров, который несёт в себе 150 микрограммов смеси дейтерия и трития. Шарик расположен внутри сферической десятиметровой камеры.

Сферическая камеры с держателем мишени.

 Для проведения эксперимента 192 мощных лазерных луча будут направлены на этот шарик с водородным топливом. Мощность лазера, который облучает крошечные капсулы дейтериево-тритиевого топлива, составляет 500 триллионов ватт. Для сравнения, это в тысячу раз больше, чем потребляют все Соединенные Штаты. При попадании лазерных лучей в мишень в результате резкого увеличения давления и температуры должна произойти термоядерная реакция, такая же, как происходит в недрах солнца, и водородное топливо в шарике должно взорваться, выделяя свет и тепло.

Часть лазерной установки внутри здания

По сути это миниатюрная звезда с коротким сроком жизни. В камере с мишенью будет установлено больше сотни диагностических датчиков, чтобы получать информацию о каждом эксперименте.

Данный эксперимент будут считать успешным, если количество полученной энергии в результате взрыва мишени будет больше чем энергия, затраченная на "разогрев" мишени.

Эксперимент должен продемонстрировать новые возможности ядерного синтеза как такого, который можно будет использовать для получения экологически чистой энергии в огромных объемах.

Верхняя полусфера камеры мишени

 Тепловая энергия, которая создастся после взрыва мишени в промышленных установках, будет направлена на полезную работу, а часть этой энергии используется для следующего лазерного импульса по очередной мишени. Работа такой установки в отличие от Токамак, Стелларатор и ИТЭР в общем, больше напоминает работу двигателя внутреннего сгорания.

Если эксперимент закончится успехом, то постройка промышленных термоядерных электростанций уже в ближайшее время не составит большего труда и останется только отработать данную технологию для её практического применения.

Эксперимент начнется в июне, а первые важные результаты планируют получить в 2010 - 2012 году.

Текст и перевод: sergiy-school.ru