След десетилетия опити човечеството стигна до огромен пробив - успя в лабораторни условия да възпроизведе начина, по който Слънцето генерира енергия. Или с други думи - да направи първата крачка към осигуряване на чисто и безкрайно гориво.
При опити в Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" в Калифорния учените са успели за пръв път при термоядрен синтез да извлекат повече енергия, отколкото са вложили, за да предизвикат реакцията, обявиха от министерството на енергетиката на САЩ.
Именно в това се състои пробивът - постигната е т.нар. нетна печалба на енергия по чист начин и с ресурс, който е на практика неограничен - водород.
Специалистите обаче предупреждават, че е рано да се говори за революция, тъй като пътят от този успешен опит до масово добиване на енергия с ядрен синтез ще отнеме десетилетия и предстои решаването на още много предизвикателства.
Какво е термоядрен синтез и какво да успели да постигнат в американската лаборатория?
Това е предизвикан процес, при който се възпроизвежда енергията, която захранва Слънцето и други звезди. Реакцията на ядрен синтез става, когато ядрата на два леки атома се сливат, за да образуват едно по-тежко ядро. Масата на по-тежкото ядро е па-малка от масата на първоначалните две по-леки ядра, при което се освобождава енергия под формата на топлина.
При Слънцето този процес се случва естествено заради огромните му топлина и налягане от силната му гравитация, което води до привличане, а не до отблъскване на атомите. Така при сливането на водородни атоми се образува хелий.
Опитите това да бъде възпроизведено на Земята датират от 50-те години на миналия век. Досега те бяха неуспешни, защото за постигане на необходимите огромни топлина и налягане е влагана повече енергия, отколкото е произвеждана в резултат на ядрената реакция.
При опита в лабораторията "Лорънс Ливърмор" за пръв път е постигната повече енергия, отколкото е вложена.
Използвани са 2.05 мегаджаула енергия, насочени към мишена, а резултатът при термоядрения синтез е предизвикана енергия от 3.15 мегаджаула, или над 50% повече енергия от вложената, обяснява Си Ен Ен.
Произведената енергия обаче е малко - колкото да затопли до завиране около 10 чайника вода.
При това за постигането на целта са използвани 192 огромни лазера, насочени към мишена - капсула с размерите на зърно, в която са вложени два изотопа на водорода - деутерий и тритий, които трябва да се слеят. Капсулата е златна и с диамантено покритие.
Лазерите я нагряват до над 3 млн. градуса по Целзий. Резултатът е имплозия, при която водородните атоми се сливат и освобождават енергия.
Това е точно обратният процес на принципа, на който действат сегашните ядрени реактори. В атомните централи се използва ядреното делене, а енергията се генерира при разпада на ядрата на тежки атоми, а не при създаването им.
Затова и на ядрения синтез се залагат толкова надежди - при този процес има по-малко радиоактивен отпадък и с по-кратък период на полуразпад, няма и риск от аварии.
Синтезът също така не произвежда парникови газове и би оказал огромна помощ в борбата с климатичните промени.
Ресурсът за ядрен синтез е лесно достъпен. Деутерият от чаша вода с малко добавен тритий може да захранва една къща за година. Тритият е рядък и труден за добиване, но може да се прави и в синтетична форма.
"За разлика от въглищата, е нужно малко количество водород - най-изобилното нещо във вселената. Той се съдържа във водата и материалите за генериране на тази енергия са безгранични и чисти", обяснява пред Си Ен Ен Хулио Фридман, бивш шеф на енергийните технологии в лабораторията "Лорънс Ливърмор".
Постижението ще проправи пътя за напредък в националната отбрана и бъдещето на чистата енергия, както и ще "остане в историята", обяви при представянето на пробива енергийният министър на САЩ Дженифър Гранхолм.
"Ако успеем да развием термоядрената енергия, можем да я използваме за производство на чиста електроенергия, транспортни горива, енергия за тежката промишленост и много други", допълни тя.
В САЩ дори вече си поставиха цел първият термоядрен реактор за търговски цели да е факт след 10 г.
До това обаче има още много дълъг път, който едва ли ще отнеме само десетилетие.
Едно от предизвикателствата е да се поддържа реакцията при ядрения синтез, така че да се може да захранва електрическата мрежа и системите за отопление. Все пак настоящото постижение може да загрее само няколко чайника и е крайно недостатъчно за дори една електроцентрала.
Затова и един от многото въпроси, на които трябва тепърва да се отговори е как да се произвежда повече енергия от ядрен синтез.
Следващият огромен въпрос е цената - настоящата е немислима и неприложима.
Години и дори десетилетия ще отнеме и решаването на проблема със "събирането" и пренасочването на подобна енергия към енергийната мрежа.
"Този пробив няма да допринесе съществено съм борбата с климатичните промени с следващите 20-30 г. Разликата е като между да запалиш клечка кибрит и да построиш газова турбина", обяснява Фридман.
Д-р Майкъл Блък, директор на Центъра за ядрено инженерство към Кралския колеж в Лондон, също смята, че сме далеч от енергийна утопия.
Той припомня, че успешният опит не е за термоядрен реактор, а просто термоядрена реакция. Според него реалистичен срок за появата на реактор е поне 50 г.
Освен това нагряването на лазерите за реакцията изисква огромни количества енергия. Те излъчват 2.05 мегаджаула, но им е нужна около 500 мегаджаула енергия, за да бъдат захранени, обяснява той пред "Гардиън".
Реакцията трябва да се случва и доста по-често. В момента съоръжението успява да я постигне около 10 пъти седмично, а това трябва да се случва много пъти в секунда.
Произведената при експеримента енергия е под формата на високоскоростни неутрони, рентгенови и гама лъчи, а те сами по себе си не са ни от полза. "Те трябва да се преобразуват в нещо, което може да ни върши работа и това е трудно без лазерите да прегреят", казва Блък.
Но все пак това е забележителен пробив и ни доближава до термоядрени реактори повече, отколкото преди той да беше осъществен - все пак доказването, че извличането на енергия по този начин е възможно, е огромно начало.
