§ 26. Ланцюгова ядерна реакція. Ядерний реактор

«. Попередні епохи отримали назву від певних матеріалів: була доба кам’яна, бронзова, залізна. Але жодної з них не було б, якби людина не знала вогню. Справжнє багатство світу — його енергія», — писав англійський радіохімік, лауреат Нобелівської премії Фредерік Содді (1877-1956) у своїй книзі «Матерія та енергія». XX ст. можна сміливо назвати атомним, адже саме в цьому столітті людина відкрила й почала приборкувати енергію атомного ядра. Про те, як допомагають дослідження з ядерної фізики забезпечувати людство енергією, ви дізнаєтесь із цього параграфа.

1. Дізнаємося про поділ важких ядер і ланцюгову ядерну реакцію

Наприкінці 1938 р. німецькі радіохіміки Отто Ган (1879-1968) і Фріц Штрасман (1902-1980) проводили досліди з опроміненням урану нейтронами. На превеликий подив учених, у ході дослідів було виявлено барій та деякі інші елементи середньої частини Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Пояснюючи несподівані для вчених того часу результати дослідів, австралійський радіохімік Ліза Мейтнер (1878-1968) і англійський фізик Отто Фріш (1904-1979) дійшли висновку, що ядро Урану (важке ядро), поглинаючи нейтрон, «лускає» — розпадається на більш легкі ядра.

Так було відкрито розщеплення ядра — поділ важкого атомного ядра на два (рідше три) ядра, які називають осколками поділу* (рис. 26.1).

* У 1945 р. за відкриття розщеплення важких атомних ядер О. Ган отримав Нобелівську премію з хімії.

Рис. 26.1. Схема поділу ядра Урану. Поглинаючи нейтрон (а), ядро Урану збуджується й набуває видовженої форми (б); поступово розтягуючись (в), нове нестійке ядро розпадається на два осколки (г)

• Розгляньте рис. 26.1 і поясніть, чому осколки розлітаються з величезною швидкістю. Підказка: ядерні сили (сили притягання, які утримують нуклони всередині ядра) є короткодіючими, а от електростатичні (кулонівські) сили — далекодіючими.

Якщо ви уважно розглянули схему на рис. 26.1, то, мабуть, звернули увагу на те, що під час розщеплення ядра Урану крім осколків поділу вивільняються нейтрони. Ці нейтрони можуть спричинити поділ інших ядер Урану, які в свою чергу також випустять нейтрони, що здатні викликати поділ наступних ядер, і т. д. Кількість ядер, що розщеплюються, буде швидко зростати — в урановому зразку відбуватиметься ланцюгова ядерна реакція поділу (рис. 26.2).

Рис. 26.2. Схематичне зображення ланцюгової ядерної реакції: під час одного акту поділу ядра Урану вивільняється 2 або 3 нейтрони, завдяки яким і розвивається ланцюгова ядерна реакція

Дуже важливим є той факт, що ланцюгова ядерна реакція супроводжується виділенням величезної кількості енергії. Під час поділу одного ядра Урану виділяється лише 3,2 • 10 -11 Дж енергії, проте якщо розпадуться всі ядра, що містяться, наприклад, в одному молі урану (235 г Урану; 6,02 • 10 23 ядер), енергія, яка виділиться, дорівнюватиме приблизно 19,2 • 10 12 Дж. Стільки ж енергії виділиться, якщо спалити, наприклад, 450 т нафти.

2. Знайомимося з будовою ядерного реактора

Ланцюгова реакція поділу, яка відбувається в урані та деяких інших речовинах, є основою для перетворення ядерної енергії на теплову й електричну. Згадайте: під час ланцюгової реакції безупинно з’являються нові й нові осколки поділу, які рухаються з великою швидкістю. Якщо урановий стрижень занурити в холодну воду, то осколки зіштовхуватимуться з молекулами води й віддаватимуть їм свою енергію. У результаті холодна вода нагріється або навіть перетвориться на пару. Саме так працює ядерний реактор, у якому ядерна енергія перетворюється на теплову.

Ядерний реактор — пристрій, призначений для здійснення керованої ланцюгової реакції поділу, яка завжди супроводжується виділенням енергії.

У ядерних реакторах (рис. 26.3) ядерне паливо (уран або плутоній) розміщують усередині так званих тепловидільних елементів (ТВЕЛів). Продукти поділу нагрівають оболонки ТВЕЛів, і ті передають енергію воді, яка в даному випадку є теплоносієм. Отримана енергія перетворюється далі на електричну (рис. 26.4) подібно до того, як це відбувається на звичайних теплових електростанціях.

Рис. 26.3. Схема будови ядерного реактора

Рис. 26.4. Принцип роботи атомної електростанції

Щоб керувати ланцюговою ядерною реакцією та унеможливити ймовірність вибуху, використовують регулюючі стрижні, виготовлені з матеріалу, що добре поглинає нейтрони. Так, якщо температура в реакторі збільшується, стрижні автоматично заглиблюються в проміжки між ТВЕЛами, в результаті кількість нейтронів, що вступають у реакцію, зменшується і ланцюгова реакція сповільнюється.

3. Дізнаємося про термоядерну реакцію

Ми з’ясували, що внаслідок поділу важких ядер утворюються елементи середньої частини Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва і виділяється енергія (рис. 26.5, а). Цю енергію називають ядерною, адже вона «схована» в ядрі атома. Зрозуміло, якби нам спало на думку знову з’єднати осколки поділу, то необхідно було б витратити таку саму енергію.

• Згадайте, на якому фундаментальному законі фізики ґрунтується останнє твердження.

А от якщо взяти ядра ізотопів легких елементів, наприклад ядро Дейтерію і ядро Тритію, то внаслідок їх з’єднання енергія буде виділятися* (рис. 26.5, б).

* Ця властивість пояснюється різною питомою енергією зв’язку атомних ядер, про яку ви дізнаєтесь, вивчаючи фізику в старшій школі.

Рис. 26.5. І розпад важких ядер (а), і синтез легких ядер (б) супроводжуються виділенням енергії

Реакцію злиття легких ядер у більш важкі, яка відбувається за дуже високих температур (понад 10 7 °С) і супроводжується виділенням енергії, називають термоядерним синтезом.

Високі температури, тобто великі кінетичні енергії ядер, потрібні для того, щоб подолати сили електричного відштовхування ядер (однойменно заряджених частинок). Без цього неможливо зблизити легкі ядра на такі відстані, на яких починають діяти ядерні сили притягання.

У природі термоядерні реакції відбуваються в надрах зір, де ізотопи Гідрогену перетворюються на Гелій (див. рис. 26.5, б). Так, за рахунок термоядерних реакцій, що відбуваються в надрах Сонця, воно щосекунди випромінює в космічний простір 3,8 • 10 26 Дж енергії. Це колосальна енергія — щоб стільки її отримати, потрібно спалити в тисячу разів більше вугілля, ніж мають усі відомі запаси на Землі.

Термоядерні реакції — це майже невичерпне джерело енергії. Фізики вже навчилися створювати умови для виникнення таких реакцій, а от їх використання в промисловому масштабі поки що залишається на рівні експериментів.

4. Учимося розв’язувати задачі

Задача. Визначте масу Урану-235, яку витрачає за добу реактор атомної електростанції, якщо вихідна електрична потужність відповідного блока електростанції становить 1000 МВт, а його ККД — 30 %. Маса одного ядра Урану-235 дорівнює 3,9 • 10 -25 кг, а під час кожного поділу виділяється 3,2 • 10 -11 Дж енергії.

Аналіз фізичної проблеми, пошук математичної моделі

Виходить, що навіть один блок атомної електростанції виробляє енергії більше, ніж споживає велике місто. Дійсно, за добу один блок атомної електростанції виробляє: Е_кор= Ρ_кор • t = 1000 МВт • 24 год = 24 000 МВт • год енергії, а, наприклад, Київ у літні місяці споживає за добу лише 300 МВт • год.

Підбиваємо підсумки

Поглинення нейтрона ядром Урану може спричинити розпад ядра. Ця реакція супроводжується звільненням нейтронів, які містяться в ядрі, а ті, у свою чергу, можуть спричинити поділ інших ядер Урану — відбуватиметься ланцюгова ядерна реакція, яка супроводжується виділенням величезної енергії. Процес перетворення ядерної енергії на теплову здійснюється в ядерних реакторах — пристроях, призначених для здійснення керованої ланцюгової реакції поділу.

Виділенням енергії супроводжується і процес синтезу деяких легких ядер. Така реакція отримала назву термоядерної, оскільки для її початку необхідна дуже висока температура. Термоядерні реакції синтезу відбуваються в надрах зір. Зараз вчені працюють над створенням термоядерних реакторів — пристроїв, призначених для отримання енергії за рахунок реакції термоядерного синтезу легких ядер, яка відбувається в плазмі за дуже високих температур (понад 10 7 °С).

Контрольні запитання

1. Які процеси відбуваються внаслідок поглинання нейтрона ядром Урану? 2. Опишіть механізм ланцюгової ядерної реакції. 3. Які перетворення енергії відбуваються в ядерних реакторах? 4. Як працює атомна електростанція? 5. Який процес називають термоядерним синтезом? 6. Звідки «беруть» енергію зорі?

1. У ясний сонячний день на кожний 1 м 2 відкритої горизонтальної поверхні щосекунди потрапляє 650 Дж сонячної енергії. Скільки сонячної енергії за годину потрапляє на дах будівлі, якщо площа даху дорівнює 100 м 2 ? Скільки (в кілограмах) сухих дров необхідно спалити, щоб отримати ту саму кількість енергії, що потрапляє на дах будівлі від Сонця (питома теплота згоряння сухих дров — 10 МДж/кг)? Поміркуйте, де вам можуть знадобитися подібні розрахунки.

2. Яку кількість енергії можна отримати від ділення 1 г Урану-235, якщо в ході поділу кожного ядра виділяється енергія, що дорівнює 3,2 • 10 -11 Дж?

3. Потужність реактора атомного криголама — 80 000 кВт. Споживання реактором Урану-235 становить 500 г на добу. Визначте ККД реактора.

4. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся, коли була здійснена перша керована ланцюгова ядерна реакція; коли і де було створено перший промисловий ядерний реактор; чи існують на нашій планеті місця, де відбувалася природна ланцюгова ядерна реакція.

Фізика і техніка в Україні

Інститут ядерних досліджень НАНУ (Київ) — провідна наукова установа в галузі ядерної фізики та атомної енергетики. Інститут був створений у 1970 р. на базі ядерних відділів Інституту фізики АН УРСР.

Засновником і першим директором інституту був академік НАНУ М. В. Пасічник. Згодом установу очолювали академік НАНУ О. Ф. Німець, академік НАНУ І. М. Вишневський, із 2015 р. директором інституту є член-кореспондент НАНУ Василь Іванович Слісенко.

Основні напрями роботи інституту — фундаментальні та прикладні дослідження з ядерної фізики низьких і середніх енергій, фізики реакторів, теорії ядра, ядерної спектроскопії, ядерної електроніки, радіаційної фізики, термоядерного синтезу, фізики плазми, а також взаємодії нейтронів, протонів, дейтронів, альфа-частинок та важких ядер із ядрами майже всіх елементів Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Під керівництвом провідних учених в інституті склалися відомі наукові школи: з нейтронної фізики, фізики ядерних реакцій із зарядженими частинками, мікроскопічної теорії ядра, ядерної спектроскопії, неприскорювальної фізики елементарних частинок.

Науковці інституту відіграли визначну роль в усуненні наслідків аварії на Чорнобильській АЕС.

Застосування термоядерної реакції та синтезу

Застосування термоядерної реакції і синтезу в перспективі може забезпечити людство нескінченною кількістю енергії. Такі процеси відбуваються на сонці вже протягом 4,5 млрд років. Люди хочуть відтворити злиття легких ядер елементів у більш важкі. Для цього зараз створюються термоядерні реактори.

Суть синтезу

Термоядерним синтезом називають процес, при якому йде злиття легких атомів з утворенням більш важких. При цьому відбувається виділення величезної кількості енергії.

Відкриття синтезу відбулося ще в середині минулого століття. Людство вже тоді хотіло відтворити роботу зірок, щоб приручити джерело практично невичерпної енергії. Але головною умовою протікання реакції було розігрів речовини (наприклад, дейтерію або тритію) до температури вище 50 млн градусів за Цельсієм.

Це повинно перетворити суміш газів у плазму. Така температура дозволяє подолати кулонівський бар’єр, тобто розігнати атоми до швидкості, при якій вони зможуть зблизитися і з’єднатися. Це і називається термоядерною реакцією.

Нижче наведені основні формули злиття ядер, де d означає дейтрон-ядро 2 Н, t означає тритон-ядро 3 н:

Це загальні рівняння, які використовуються для розрахунку енерговиділення. За основу беруться ізотопи водню. Останні цифри показують, скільки виділиться енергії.

З першого застосування термоядерного синтезу пройшло більше 60 років, але люди досі не можуть контролювати процес. Вчені ще не навчилися витягувати енергію, що дозволило б відмовитися від інших джерел, які забруднюють планету.

Наприклад, до небезпечних можна віднести ядерну енергетику, хоча вона вважається найчистішою. В основному побоювання є через те, що на атомних станціях вже траплялися аварії. А після катастрофи у Фукусімі зруйнувався міф про те, що енергетичні реактори несуть нульові ризики.

Крім того, присутні великі проблеми з відходами. Також важливим фактором є використання в якості палива урану-235.

Його запаси скорочуються, і їх не вистачить на забезпечення людства електроенергією до кінця століття. Тому зараз ставка робиться на термоядерну енергетику.

Розщеплення атомів (ядерна реакція) далося людству досить просто, а ось їх злиття досі не виходить здійснити таким чином, щоб можна було витягувати з цього процесу необхідні блага. Вже протягом десятиліть вчені всього світу намагаються створити стабільну і безпечну технологію. Було створено кілька прототипів реакторів, але жоден з них не підходить для використання.

Термоядерний реактор

Будь-якому реактору потрібне паливо. Для отримання енергії застосовуються ізотопи водню. Найчастіше використовують:

Під час кожного злиття цих атомів відбувається утворення гелію і нейтрона. При цьому виділяється 17,6 МЕВ енергії.

Термоядерні реактори, в порівнянні з ядерними, є в 3 рази продуктивніше, тобто їм потрібно менше вихідного матеріалу. Всього з 86 грам дейтерію можна отримати стільки ж енергії, як при використанні 1 000 000 кг кам’яного вугілля.

Принцип роботи простий, але щоб з’явилася можливість використання цієї енергії, необхідно спочатку створити реактор, який буде безпечним і стабільним. У цьому полягає вся складність. Для утримання плазми, розігрітій до 50 млн градусів, і підтримки керованої реакції потрібен особливий посудину. У природі таких матеріалів, з яких можна було б його створити, не існує.

Розробка Токамака

Першою створеною термоядерною установкою став радянський реактор Токамак Т1. Його розробили в Курчатовському університеті, який розташований в Москві. Отримання плазми відбулося при використанні мідно-вакуумної судини.

У 1950 році радянські вчені запропонували ідею, згідно з якою розігріту речовину можна було утримувати за допомогою магнітних полів. Вже в 1958 році вони спорудили першу експериментальну установку.

В її конструкції передбачено наявність тороїдальної камери і магнітних котушок. Таким чином, плазма не стосується стінок посудини, а утримується за допомогою комбінованого магнітного поля. Ідея виявилася успішною. У підсумку по всьому світу було побудовано близько 300 таких реакторів.

Але контролювати плазму фахівцям не вдається досі. Через це вироблення енергії відбувається неоднорідно і нерегулярно. Навіть вольфрам (один з найбільш тугоплавких металів) не здатний витримати навантаження, яке виникає під час експериментів. Це викликає велику кількість супутніх проблем. Найбільш серйозною є руйнування стінок всередині пристрою.

Пристрій Стелларатора

Стелларатор відрізняється від токамака тим, що магнітне поле, необхідне для запобігання дотику плазми і внутрішніх стінок приладу, створюється виключно зовнішніми котушками. Завдяки цьому реактор можна використовувати безперервно.

Концепція цього пристрою теж з’явилася в середині минулого століття. Але поліпшити технологію вдалося лише на початку XXI століття, чому сприяв розвиток комп’ютерів.

Токамак Т1 постійно функціонує в імпульсному режимі. Це обумовлено зривами плазми. А Стелларатор теоретично є стаціонарною установкою. Але тільки в тому випадку, якщо вченим вдасться правильно відтворити його конфігурацію.

Головним недоліком технології називають її маловивченість в роботі. У стеллараторов настільки складна конструкція, що технічний рівень розвитку людства довго не дозволяв його побудувати.

Через це вивчення синтезу за допомогою даного пристрою було закинуто на багато років. Експерименти з токамаком не припинялися. Швидше за все, через це найбільш масштабний дослідницький проєкт ІТЕР взяв за основу саме напрацювання щодо токамака.

Дослідницький проєкт ІТЕР

ІТЕР-це величезний міжнародний проєкт, який присвячений дослідженням в області термоядерного синтезу. Він буде найбільшим реактором в історії. У його створенні беруть участь 35 країн, оскільки ще в 70-х роках стало зрозуміло, що одна держава не зможе впоратися з таким проєтом.

Майданчик для цього реактора вибирали досить довго. В результаті зупинилися на рішенні почати будівельні роботи на півдні Франції. Фундамент був закладений у 2007 році, але відтоді у ITER було багато різних проблем.

Серед них відставання від графіка, технічні затримки, кадрові зміна і збільшення витрат в 4 рази. Але в цьому немає нічого дивного, адже ІТЕР є найбільшим науковим і будівельним проектом, за який бралося людство.

Для утримання таких обсягів плазми планується створити магнітне поле, яке буде в 200 сильніше, ніж у Землі. Щоб домогтися таких показників, доведеться використовувати кілька сотень тонн надпровідників. Для побудови ІТЕР необхідні всі передові технології людства.

Але цей реактор стане лише першим кроком до нескінченної кількості енергії. Його будують для досліджень поведінки плазми при критичних температурних показниках. Тільки при успішних випробуваннях ІТЕР почнуть будівництво реактора, який буде використовуватися на практиці. Зараз проект закінчено приблизно на 70%.

Інші пристрої

Стелларатори і токамаки не є одиничними діючими пристроями в своєму роді. Існують ще напрямки, в яких проводяться дослідження синтезу. Серед них можна виділити такі:

• інерційний термоядерний синтез;
• магнітоінерціальне злиття;
• злиття намагнічених мішеней;
• бульбашковий синтез.

Що таке термоядерна реакція

Інерційний термоядерний синтез (ICF) є видом досліджень, в якому вчені намагаються почати злиття атомів за допомогою нагріву і стиснення паливної мішені, де завжди знаходиться суміш тритію і дейтерію.

Ці мішені часто зроблені у вигляді таблетки, розмір яких не перевищує 5 мм. У них міститься приблизно 10 мг палива. Технологія має на увазі використання лазера.

Магнітоінерціальне злиття – дослідження, що описують певний клас реакторів. Вони поєднують в собі технології термоядерного і інерціального термоядерного синтезу. Робиться це для зниження вартості конструкцій.

Злиття намагнічених мішеней є сукупністю, в якій поєднуються магнітне і інерційне утримання. Як і з інерційною технологією, процес синтезу запускається за допомогою активного стиснення. Це сильно підвищує щільність і показник температури речовини.

Бульбашковий синтез передбачає реакцію, яка проходить всередині колапсуючих газових бульбашок, що знаходяться в рідині. Вони утворюються при акустичної кавітації. Вивчення цього явища супроводжується безліччю протиріч.

Деякі вчені стверджують навіть те, що дослідження є шахрайськими. Через це Університет Пердью та кілька його співробітників отримали санкції.

Коли термоядерні установки стануть реальністю, вони призведуть до революції в галузі енергетики, що повністю змінить світ. Це безпечні джерела енергії, які не потребують вуглеводнів, не виділяють радіоактивних відходів.

Всі існуючі зараз електростанції в результаті морально застаріють. А термоядерні реактори стануть джерелами практично необмеженої електрики.

Що таке термоядерне запалювання і чому його називають великим проривом для безвуглецевої енергії — пояснює фізик-ядерник

Міністерство енергетики США 13 грудня 2022 року заявило, що американські вчені вперше досягли явища, відомого як термоядерне запалювання — створення ядерної реакції, яка генерує більше енергії, ніж споживає. Досліди проводили у Національному комплексі лазерних термоядерних реакцій США (National Ignition Facility, NIF).

Ядерний синтез живить Сонце та подібні зірки і може стати джерелом майже безмежної чистої енергії на Землі. Це святий Грааль безвуглецевої енергії, за яким вчені гналися з 1950-х років.

Але наскільки значним є розвиток? Керолін Куранц, доцент кафедри ядерної інженерії Мічиганського університету, яка працювала над цим проєктом, спробувала пояснити докладніше для спільноти The Conversation . Публікуємо головне з її статті.

Що сталося у термоядерній камері?

Термоядерний синтез — це ядерна реакція , яка об’єднує два атоми для створення одного або кількох нових атомів із трохи меншою загальною масою. Різниця в масі виділяється як енергія, як описано відомим рівнянням Айнштайна E = mc ² , де енергія дорівнює масі, помноженій на квадрат швидкості світла. Оскільки швидкість світла величезна, перетворення лише невеликої кількості маси в енергію, як це відбувається під час термоядерного синтезу, виробляє чималу кількість енергії.

Дослідники з національного комплексу лазерних термоядерних реакцій, який є частиною Ліверморської національної лабораторії, вперше продемонстрували те, що називається запалюванням термоядерного синтезу . Запалювання відбувається, коли реакція термоядерного синтезу виробляє більше енергії, ніж вводиться в реакцію із зовнішнього джерела, і стає самопідтримуваною.

У NIF використовували постріли 192 лазерів у гранулу палива в 1 мм, виготовлену з дейтерію та тритію — двох версій елемента водню з додатковими нейтронами, яку помістили у золоту каністру. Коли лазери потрапляють на каністру, вони створюють рентгенівське випромінювання, яке нагріває та стискає паливну гранулу приблизно до 20-кратної щільності свинцю та до понад 3 мільйонів градусів Цельсія. Це приблизно в 100 разів гарячіше, ніж поверхня Сонця. Якщо ви зможете підтримувати ці умови протягом достатньо тривалого часу, паливо розплавиться та виділить енергію.

Процес термоядерного запалювання. Зображення: Ліверморська національна лабораторія імені Лоуренса

Під час експерименту паливо та каністра випаровуються протягом кількох мільярдних часток секунди. Дослідники сподіваються, що їх обладнання витримало ці умови та точно виміряло енергію, що виділяється в результаті реакції синтезу.

Чого досягли вчені у експерименті з термоядерного синтезу

Фізики дивляться на співвідношення між енергією, що виділяється в процесі термоядерного синтезу, та кількістю енергії всередині лазерів. Це співвідношення називається посиленням (підсиленням).

Приєднуйся до Speka у телеграм

Все, що перевищує приріст, означає, що процес термоядерного синтезу вивільнив більше енергії, ніж випустили лазери.

5 грудня у NIF витратила на роботу лазерів 2 млн джоулів лазерної енергії. Це приблизно стільки, скільки потрібно для роботи фена протягом 15 хвилин, але цю енергію витратили за мільярдну частку секунди. Лазери викликали реакцію термоядерного синтезу, яка вивільнила 3 млн джоулів. Тобто приріст у 1,5. Вчені побили попередній рекорд у 0,7, досягнутий установою в серпні 2021 року.

Які наслідки експерименту з термоядерного синтезу?

Хоча приріст у 1,5, я вважаю, є справді історичним науковим проривом, попереду ще довгий шлях, перш ніж термоядерний синтез стане життєздатним джерелом енергії.

Хоча енергія лазера в 2 млн Дж. була меншою, ніж вихід термоядерного синтезу в 3 млн Дж, ще майже 300 млн джоулів знадобилось установці, яка розігріває та поширює лазерні промені в цьому експерименті. Цей результат показав, що термоядерне запалювання можливе, але потрібно багато працювати, щоб підвищити ефективність до точки, коли термоядерний синтез зможе забезпечити чисту позитивну віддачу енергії, враховуючи всю систему, а не лише взаємодію між лазерами і паливом.

Обладнання, яке використовується для створення потужних лазерів. Джерело: Lawrence Livermore National Laboratory, CC BY-SA

Термоядерний синтез: що потрібно покращити та над чим науковці працюють зараз?

Лазери винайшли лише в 1960 році. Коли уряд США завершив будівництво National Ignition Facility у 2009 році, це була найпотужніша лазерна установка у світі, здатна доставити до цілі 1 млн Дж енергії. А 2 млн джоулів, які він виробляє сьогодні це у 50 разів більше, ніж наступний за потужністю лазер на Землі. Тому людству потрібні потужніші лазери та менш енергомісткі способи їх виробництва.

Умови термоядерного синтезу дуже складні для підтримки, і будь-який невеликий недолік у капсулі чи паливі може збільшити потребу в енергії та знизити ефективність. Науковці досягли прогресу в ефективнішій передачі енергії від лазера до каністри та паливної капсули, але наразі лише від 10% до 30% загальної енергії лазера передається до каністри та пального.

Ці та інші наукові, технологічні та інженерні перешкоди потрібно буде подолати, перш ніж термоядерний синтез вироблятиме електроенергію для вашого будинку. Також потрібно знизити вартість термоядерної електростанції. Зараз вартість NIF становить $3,5 млрд.

Національний комплекс лазерних термоядерних реакцій США (NIF).

Варто зазначити, що навколо термоядерного синтезу тривають глобальні перегони, і багато інших лабораторій по всьому світу використовують різні методи. Але з новими результатами від National Ignition Facility, світ вперше побачив доказ того, що мрія про термоядерний синтез здійсненна.