ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина II, брой 1, април 2010

Лазерен ядрен синтез

Иновативни звездни технологии слизат на Земята

Лазерен ядрен синтез

Получаването на енергия от термоядрен синтез е новата сфера на приложение, където лазерът възнамерява да направи бляскава кариера. Но какви са предпоставките за това? На теория термоядреният синтез не крие някакви генерални неизвестни – нужно е само да нагреем ядрата на леки елементи до температура над 100 млн. градуса и при високо налягане те ще се слеят в ядра на по-тежки елементи, при което се отделя огромно количество енергия. И забележете – отделената енергия е много повече от вложената за стартиране на процеса, като при това липсват много от застрашаващите околната среда и здравето недостатъци на конвенционалната ядрена енергия. Както казахме, на теория проблеми няма. Проблемите са технологични. Вярно, човечеството вече се е научило да запалва термоядрени реакции и на земята, но една водородна бомба едва ли е решението на енергийните проблеми на планетата. Предизвикателството пред учените е да се пресъздадат процесите, протичащи в ядрата на звездите, в контролирана обстановка и да накарат термоядрения синтез да ни доставя практически неизчерпаема, екологична и евтина енергия. И понеже тази лесна теория е много трудна за техническа реализация, се експериментира в няколко направления, едно от които са лазерните технологии.

От доста време учените планират да запалят термоядрена реакция с помощта на лазерен лъч, който да предизвика нужното за процеса загряване на материята до безпрецедентни за Земята стойности. Експерименти с лазерен синтез са извършвани и в миналото, но за съжаление всички те са се провалили поради неефективните методи за подаване на енергията. Сега Брайън Макгауън от Ливърморската национална лаборатория в Калифорния работи по нов проект за овладяване на термоядрената енергия. Той е създал изключително усъвършенствани лазерни излъчватели, позволяващи по-добро усилване на лазерния лъч и правещи го многократно по-мощен. Така лазерният синтез бавно си проправя път към реалността. Проектът за лазерен термоядрен синтез започва през 2009 година в принадлежащата на Ливърмор 192-а установка за лазерно запалване (NIF). Екипът на учения използва два изотопа на водорода – тритий и деутерий. Но тези елементи не са ключовият фактор за започване на ядрен синтез. Сърцевината на проекта е симетричната имплозия, чрез която в NIF лазерни импулси с енергия от 1,2 до 1,3 мегаджаула ще се запалят реакцията. Пълният капацитет на инсталацията е 1,8 мегаджаула.

Директорът на NIF Джеф Уайзоф казва, че нещата напредват в правилната посока. През изтеклата година усилията са били съсредоточени върху увеличаването на енергийния капацитет на лазера, а сега проектът вече е във втората си фаза. Построена е алуминиева камера-мишена с десет сантиметрови стени и огромни бетонни врати, където се очаква да се отделят неутрони и да произведат енергията за експеримента за лазерен синтез.

През следващия месец ще бъде тествана компресията от лъча и ако всички изпитания протекат гладко можем да очакваме истински експерименти за термоядрен синтез в края на 2010 година.