Вченим NIF вперше вдалося досягти позитивного енергетичного балансу ініційованої реакції ядерного синтезу
Учені з Національної лабораторії Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL), що працюють на одній з найбільш потужних лазерних установок у світі на сьогоднішній день, National Ignition Facility (NIF), вперше за всю історію їх експериментів по ініціації керованої реакції теромоядерного синтезу вдалося досягти позитивного енергетичного балансу всього процесу в цілому. Це означає, що в момент проведення експерименту кількість виділилася в результаті реакції теромоядерного синтезу енергії перевищило кількість енергії, витраченої на її ініціацію. І це досягнення є величезним кроком на шляху до реалізації ланцюгової реакції теромоядерного синтезу, яка може і повинна стати в майбутньому невичерпним джерелом екологічно чистої та дешевої енергії.
Установка NIF, що знаходиться в Лівермора, Каліфорнія, на спорудження якої було витрачено близько 3.5 мільярдів доларів, містить 192 потужних лазера, всі промені яких фокусуються тільки на маленькій точці простору. В цю точку поміщається крихітний кульку із замороженого водневого палива, а імпульс лазерних променів нагріває цей кулька до надвисокої температури, створюючи навколо нього область надзвичайно високого тиску, що дозволяє наблизитися до умовам, необхідним для ініціації ланцюгової реакції термоядерного синтезу.
Слід нагадати, що в 2009 році керівництво NIF і лабораторії Лоуренса взяли на себе зобов'язання продемонструвати керовану реакцію термоядерного синтезу, яка здатна забезпечити одержання великої кількості корисної енергії, до 30 вересня 2012 року. Але, до зазначеного терміну у зв'язку з проблемами технічного характеру вченим так і не вдалося досягнути поставленої мети і виконати свою обіцянку. При цьому був значно перевищений витрату виділених на ці роботи фінансових коштів. Все це спричинило до того, що дослідницькі роботи на NIF були майже згорнуто, а основним напрямком роботи стали дослідження в області ядерної зброї.
Незважаючи на таку переорієнтацію напрями досліджень, вченим все ж вдавалося періодично проводити експерименти в напрямку керованого термоядерного синтезу. І, згідно з інформацією від агентства BBC, в ході одного з таких експериментів, який був проведений в кінці вересня 2013 року, кількість енергії, що виділилася в результаті реакції ядерного синтезу, нарешті, перевищила кількість енергії, переданої кульці з водневого палива. Слід особливо відзначити, що позитивний баланс енергії, отриманий вченими лабораторії Лоуренса, є першим подібним випадком за всю історію досліджень в напрямку реалізації керованої реакції термоядерного синтезу.
Зауважимо, що кількість енергії, витраченої в загальній сумі на проведення експерименту, значно перевищує кількість виділилася термоядерної енергії. Це сталося у зв'язку з тим, що технологія накачування водневого кульки енергією за допомогою лазерів є найефективнішою, не вся енергія лазерів потрапляє точно в мішень, лазери, їх джерела живлення та додаткове обладнання мають свої коефіцієнти корисної дії, що призводить до витрат досить великої кількості додаткової енергії.
Установка National Ignition Facility є одним з декількох проектів у всьому світі, націлених на реалізацію і використання керованого термоядерного синтезу. Ще одним з найбільш значущих таких проектів є проект ITER, тороїдальний реактор якого будується зараз на півдні Франції. Незважаючи на схожі кінцеві цілі, реактор ITER буде використовувати зовсім інші принципи для ініціації реакції термоядерного синтезу. У ньому, як і у всіх реакторах типу "Токамак", буде використовуватися технологія стиснення плазмового шнура з допомогою сильних магнітних полів.