Китай тества уникален термоядрен реактор

Съоръжението с лазерната инсталация, известно като Shenguang II
(снимка: SCMP)

Подобно на други държави, Китай се надява да постигне контролирана реакция на ядрен синтез. Горивото за такива реакции са водородните изотопи, които са в изобилие. Трудността се крие в това как да се създадат условия за сливане на водородни атоми, защото е необходима колосална енергия в много малко пространство. Един от вариантите за решаване на този проблем е използването на лазери. Всички сега се занимават с това, но Китай изненада с нова разработка.

През август тази година американски учени от NIF успяха да се доближат до прага, отвъд който се наблюдават самоподдържащи се реакции на термоядрен синтез. NIF, с размерите на три футболни игрища, използва около 200 високомощни лазера, които се фокусират върху деутерий и тритиево гориво. Енергийният добив беше 70% от количеството, доставяно на лазерите. Това се счита за успех.

Китайска изследователска група също поема по този път, но използва по-опростен и по-евтин подход, става ясно от публикация на South China Morning Post. Още през 1997 г. методът бе предложен от водещия китайски физик Джан Чже. Той разработи схема на запалване с двоен конус, която изисква много по-малко мощен лазер, отколкото при конвенционалното изпаряване на горивото и превръщането му в плазмен облак.

Грубо казано, веригата работи по начин, подобен на работата на ускорителите. Лазерът нагрява горивните модули под формата на миниатюрни конуси, всеки с размерите на върха на молив. Тъй като острите краища на конусите са насочени един към друг, облаци водородна плазма от всеки от тях се втурват един към друг и така възниква реакция на термоядрен синтез.

Проектът получи финансиране сравнително наскоро. За шест години изследователите привлякоха безвъзмездна помощ от 1 милиард юана (156 милиона долара), което изобщо не е прекомерна сума за изследванията в тази област.

Съоръжението Shenguang II в Шанхай започна да работи миналото лято и проведе три окуражаващи експеримента през годината. Цената на горивните касети също е незначителна в сравнение с тези, използвани в експериментите на учените от САЩ. Всеки конус на горивната касета струва няколкостотин щатски долара, в сравнение с няколко хиляди долара при разработката на NIF.

Създаденият в Китай горивен конус е почти като произведение на изкуството. Той е буквално златен – деутерият и тритият са поставени вътре в златна обвивка. Златото е мек метал, който провежда добре електричество и топлина. Неговата проводимост осигурява най-добрата доставка на лазерна импулсна енергия към горивото, а мекотата му позволява по-лесно сглобяване.

Конусите ще се подават в реакторната система като патрони в картечница на Ганлинг, обясняват разработчиците, което улеснява зареждането и поддръжката на реакторите.

Въпреки това, дизайнът на горивните касети е по-сложен от просто злато, осеяно с деутерий и тритий. Изотопите на водорода е трябвало да бъдат изолирани с полимерна обвивка, което също се оказва трудно – изпарението вреди на термоядрените реакции.

Но трудностите постепенно се разрешават. До 2026 г. учените обещават да изградят или да са близо до завършването на ново поколение лазери. Подобна инсталация ще ги доближи до заветната им цел – постигане на стабилна и ефективна реакция на термоядрен синтез.