Силата на синтез отдавна се смята за свещения граал на алтернативната енергия. Чиста, изобилна сила, създадена чрез самоподдържащ се процес, при който атомните ядра се сливат при изключително високи температури. Постигането на това е целта на атомните изследователи и физиците повече от половин век, но напредъкът е бавен. Докато науката, която стои зад силата на синтеза, е солидна, процесът не е точно практичен.
Накратко, синтезът може да се счита за жизнеспособна форма на енергия само ако количеството енергия, използвано за иницииране на реакцията, е по-малко от произведената енергия. За щастие през последните години бяха направени редица положителни стъпки към тази цел. Последното идва от Китай, където наскоро изследователи от Експерименталния напреднал свръхпроводящ Токамак (EAST) съобщават, че са постигнали етап от сливането.
През годините са предложени и тествани много различни концепции за синтез. В момента двата най-популярни дизайна са инерционният затвор и реакторът токамак. В първия случай лазерите се използват за запалване на пелети от деутериево гориво, за да се създаде реакция на синтез. В последния процес процесът включва камера за затваряне във формата на торус, която използва магнитни полета и вътрешен ток за ограничаване на високоенергийна плазма.
Използвайки токамак, който има три отличителни черти - некръгло напречно сечение, напълно свръхпроводящи магнити и напълно активно охлаждащи се с вода плазмени компоненти (PFCs) - учените в съоръжението EAST обявиха миналата седмица, че са успели да произвеждат водороден газ, който беше три пъти по-горещ от ядрото на Слънцето (приблизително 50 милиона ° C; 90 милиона ° F) и успяха да поддържат тази температура за рекордните 102 секунди.
Това не е малко постижение, тъй като задържането и поддържаните температури са от съществено значение за създаването на мощност на синтез. Веднъж започнати, термоядрените реактори трябва да могат да поддържат реакцията за дълъг период от време, главно защото количеството енергия, необходимо за нейното иницииране, е значително. Но разбира се, поддържането и ограничаването на такава високоенергийна плазма е доста трудно и потенциално опасно.
Възможността да поддържа високоенергийна плазма за повече от минута и половина поставя съоръжението EAST, което е част от Института по физически науки в Хефей в Джиангшу, стъпка напред в световната надпревара за синтез. Чрез пресъздаване на стабилните условия, при които естествено се получава сливане - т.е. във вътрешността на Слънцето - човечеството може да бъде една крачка по-близо до мечтата за чиста и практически безгранична енергия.
Но разбира се, има известен скептицизъм към това твърдение. Засега има само съобщението, направено от Института по физически науки, да продължи. И докато не бъдат предоставени резултати от проверка от страна на партньор, искането ще остане непотвърдено. Ако обаче резултатите им бъдат потвърдени, това ще означава, че е вероятно да има някаква конкуренция, за да се види кой може да постигне все по-добри резултати. И тази конкуренция може би вече е налице!
Само няколко дни преди съоръжението EAST да обяви този крайъгълен камък, изследователите от Карлсруеския технологичен институт (KIT) в Германия обявиха свое собствено. Тук изследователите твърдят, че стелараторът Wendelstein 7-X (W7X) - най-големият синтезиран реактор от този вид - успешно е успял да произведе и поддържа водородна плазма за първи път.
Подобно на дизайна с токамак, стеллератор използва усукани пръстени и външни магнити, за да ограничи плазмата. Като един от най-известните като примери за звездообразувател, Wendelstein 7-X успя да загрее водород до температура от 80 милиона градуса по Целзий и да поддържа този плазмен облак за четвърт от секундата. Накратко, те постигнаха реакция, която произведе повече енергия, но за много по-малко време.
В следващите години се очакват още новини на фронтовия фюжън, тъй като проекти като Международния термоядрен експериментален реактор (ITER) стартират онлайн. Разположен в южната част на Франция, ITER ще използва най-големия експериментален реактор на токамак в света и ще бъде най-големият експеримент в синтеза до момента. Инструментът EAST посочи, че възнамерява да участва пряко в ITER и ще предостави своя опит и опит.
Въпреки че все още сме много години далеч от термоядрените реактори, решаващи всички наши енергийни проблеми, добре е да знаем, че предприемаме подходящи стъпки за превръщането му в реалност. Кой знае? Някой ден нашите деца (или внуци) могат да погледнат назад в началото на 21 век като „ерата преди синтеза“ и да се чудят как изобщо успяваме да преминем!
