В лазерном реакторе сделали топливные гранулы для термоядерного синтеза
В декабре 2022 года ученые Национального центра Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии совершили прорыв, к которому готовились шесть десятилетий, когда экспериментальный реактор, использующий блок из 192 высокоэнергетических лазеров, сфокусированных в одной точке, ударил по грануле дейтерия и трития и впервые запустил реакцию инерционного воспламенения термоядерного синтеза.
Гранулы для термояда
Но несмотря на все успехи, до практического термоядерного реактора еще далеко. Однако это не помешало команде из Университета Рочестера, возглавляемой Игорем Игуменщевым, старшим научным сотрудником LLE, и Валерием Гончаровым, директором теоретического отдела LLE, заняться решением логистических проблем, связанных с переносом лазерного синтеза из лаборатории в реальный мир.
Одно из самых больших препятствий заключается в том, как производить топливные гранулы, необходимые для запуска реактора. В настоящее время такие гранулы производятся с помощью сложного и дорогостоящего процесса, включающего использование жидкого гелия для замораживания дейтерия и трития (радиоактивных изотопов водорода) до температуры всего в 11 градусов Кельвина выше абсолютного нуля и укладку их слоями для формирования гранул.
Это может быть хорошо для лабораторного эксперимента, в котором не нужно беспокоиться о финансовых затратах, но работающий термоядерный реактор будет «сжирать» около миллиона таких топливных гранул каждый божий день.
Итак, команда из Рочестера разрабатывает идею, впервые предложенную в 2020 году, по созданию технологии, при которой лазеры в реакторе создают свои собственные топливные таблетки, после чего используют их же для запуска термоядерного синтеза и поддержания процесса.
Вместо использования твердых гранул ученые ввели дейтерий и тритий в пенопластовые капсулы. Хитрость заключается в том, что когда лазерная матрица выстреливает в капсулу, лучи заставляют капсулу сжиматься в сферу с той же плотностью, что и дейтерий-тритиевое жидкое топливо, которое затем взрывается.
На данный момент процесс является лишь доказательством концепции с использованием лазера OMEGA от LLE. Однако команда утверждает, что будущие лазеры с более длинными и энергичными импульсами должны быть способны воспламенять новые капсулы.