Генерирането на безкрайна енергия с нулеви емисии чрез просто разпадане на водородни атоми е донякъде мечта за тръби от десетилетия. Сега учените може да се доближават до малка стъпка до изпълнимата сила на синтез благодарение на футуристичен експеримент и десетки плазмени пушки.
Осемнайсет от 36 плазмени пушки са на мястото си на машината, които биха могли да превърнат мощността на синтез в реалност. Тези оръжия са ключовите компоненти на експеримента за плазменен лайнер на Националната лаборатория в Лос Аламос (PLX), който използва нов подход към проблема. PLX, ако работи, ще комбинира два съществуващи метода за разпръскване на еднопротонови водородни атоми заедно, за да образува двупротонови хелиеви атоми. Този процес генерира огромни количества енергия на една чаша гориво, много повече от разделянето на тежки атоми (делене). Надеждата е, че въведеният в PLX метод ще научи учените как да създават тази енергия достатъчно ефективно, за да бъде полезна за реалното използване.
Обещанието за сливането е, че произвежда тонове енергия. Всеки път, когато два водородни атома се сливат в хелий, малка част от материята им се превръща в цяла енергия.
Проблемът с синтеза е, че никой не измисля как да генерира тази енергия по полезен начин.
Принципите са достатъчно прости, но изпълнението е предизвикателството. В момента в света има много бомби от водороден синтез, които могат да освободят цялата си енергия на миг и да се унищожат (и всичко останало наоколо от километри). Случайното дете дори успява да изгради малък, неефективен термоядрен реактор в своята стая за игра. Но съществуващите термоядрени реактори изсмукват повече енергия, отколкото създават. Все още никой не е успял да създаде контролирана, продължителна реакция на синтез, която да отделя повече енергия, отколкото се изразходва от машината, създаваща и съдържаща реакцията.
Първият от двата метода, които PLX комбинира, се нарича магнитно ограничение. Това е, което се използва в термоядрени реактори, наречени токамаци, които използват мощни магнити, за да суспендират прегрятата, свръх плътна плазма от термоядрени атоми вътре в машината, така че тя да продължава да се запалва и да не избяга. Най-голямата от тях е ITER, 25 000-тонна (23 000 метрични тона) машина във Франция. Но този проект се сблъсква със закъснения и надвишаване на разходите и дори оптимистичните прогнози предполагат, че той няма да бъде завършен до 2050-те, както съобщи Би Би Си през 2017 г.
Вторият подход се нарича инерционно ограничение. Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор, друг отдел за енергийно съоръжение, разполага с машина, наречена National Ignition Facility (NIF), която поема по този път към синтез. По същество NIF е много голяма система за изстрелване на супер мощни лазери в миниатюрни горивни клетки, съдържащи водород. Когато лазерите ударят горивото, водородът се нагрява и, в капан в горивната клетка, се запалва. NIF работи, но не генерира повече енергия, отколкото използва.
PLX, според изявление на Американското физическо общество (APS), е малко по-различен от всеки от тези два. Той използва магнити, за да съдържа водорода си, като токамак. Но този водород се довежда до температури и налягане на термоядрен синтез чрез горещи струи плазмена стрелба от пушките, разположени около сферичната камера на устройството, използвайки пушките вместо лазери като тези, използвани в NIF.
Физиците, които ръководят проекта PLX, са направили някои ранни експерименти, като са използвали 18-те пушки, които вече са инсталирани, според APS. Тези експерименти предлагат на изследователите ранни данни за това как се държат плазмените струи, когато се сблъскат вътре в машината, а изследователите представиха тези данни вчера (21 октомври) на годишната среща на APS отдела по физика на плазмата във Форт Лодердейл, Флорида. Тези данни са важни, казаха изследователите, тъй като има противоречиви теоретични модели за това как точно се държи плазмата, когато се сблъсква при този вид сблъсъци.
Лос Аламос заяви, че екипът се надява да инсталира останалите 18 пушки в началото на 2020 г. и да проведе експерименти, използвайки пълната 36-плазмена батерия до края на същата година.
