В США сообщили о прогрессе в инерциальном термоядерном синтезе

Физики из США, Японии и Франции сообщили о прогрессе в инерциальном управляемом термоядерном синтезе, достигнутом в расположенном в Ливерморской национальной лаборатории комплексе лазерных термоядерных реакций. Результаты исследований авторы опубликовали в Nature Physics, а кратко о них сообщается на сайте Phys.org.

При помощи новой технологии физики сумели до семи процентов повысить коэффициент полезного действия установки (долю энергии, которая передается от лазеров мишени) по управляемому термоядерному синтезу. Это в четыре раза превышает ранее достигнутую эффективность подобных систем.

Для того, чтобы добиться обозначенного результата, ученые представили технику визуализации, которая впервые позволяет рассмотреть перенос энергии быстрыми электронами в лазерной мишени до запуска в ней термоядерной реакции. Это, по словам авторов исследования, дает возможность рассчитать ключевые параметры реактора.

Визуализация потока энергии в капсуле

Инерционный управляемый термоядерный синтез предполагает использование множества лазеров для запуска реакции объединения дейтерия и трития в гелий. Установка в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций устроена следующим образом.

Мишень представляет собой полую пластиковую капсулу, на стенку которой нанесен водород. При облучение капсулы лазерами она расширяется и заставляет сжиматься расположенный внутри ее водород, который разогревается до плазмы. Плазма из дейтерия и трития начинает излучать в рентгеновском диапазоне и давит на капсулу.

Указанная схема позволяет системе не испариться после ее обучения лазером и обеспечивает равномерный нагрев плазмы. В своих опытах ученые в пластиковую оболочку ввели медь. Когда лазерный луч направляется на капсулу, последняя испускает быстрые электроны, которые попадают на медные индикаторы и заставляют их испускать рентгеновские лучи.

В своей работе ученые впервые смогли представить технику визуализации этого рентгеновского излучения. Оно представляет интерес, поскольку служит индикатором, позволяющим отслеживать перенос энергии электронами внутри капсулы и таким образом более аккуратно рассчитать параметры системы.

В дальнейшем это число планируется довести коэффициент полезного действия установки до 15 процентов. Работа открывает перспективы на пути инерционного управляемого термоядерного синтеза. Сегодня наиболее успешными проектами термоядерного реактора считаются токамак и стелларатор, в которых плазма удерживается магнитным полем.