nif важные пояснения и новые сведения

Артём Коржиманов

Напомню, что 29 сентября на установке NIF был достигнут Breakeven — количество выделенной в термоядерной мишени энергии превысило количество энергии, потраченной на её сжатие и нагрев. Я об этом писал на днях.

На радостях, однако, я был не совсем точен в формулировках и сделал несколько, на мой взгляд, значимых умолчаний. Исправляюсь.

  1. Следует понимать, что Breakeven бывает разным. В данном случае речь идёт о так называемом scientific breakeven. Это означает, что в энергии, потраченной на нагрев и сжатие, не учитываются всевозможные потери в накачке лазера, транспортации лазерного луча, трансформации его в рентген и т. д. Только чистая энергия, переведённая в тепловую энергию мишени.

  2. Из п. 1 автоматически следует, что о каком-то реальном применении лазерного термояда для производства энергии не идёт. Чтобы достичь истинного Breakeven, когда выделенная энергия покроет все затраты на сжатие и нагрев мишени, эффективность преобразования надо поднять ещё раз в 20. Таким образом, моя фраза «речь идёт о первой демонстрации энергетически выгодного термояда в инерционном синтезе» не совсем корректна.

  3. Scientific breakeven, однако, все равно является важным достижением, поскольку говорит о том, что мишень начала самоподдерживать термоядерную реакцию. То есть до этого выход нейтронов был обусловлен исключительно закачанной в мишень энергией, теперь же термояд идёт и от произведённой этим же термоядом энергии — это залог будущего многократного увеличения энергетического выхода.

  4. Я не упомянул, что аналогичное достижение на токамаках было достигнуто ещё в 1990-е годы. Более того, установки, основанные на магнитном удержании плазмы, уже вплотную приблизились к порогу реального Breakeven. На сегодняшний день достигнут 70% выход энергии. На строящейся в настоящий момент установке ITER к 2020 году планируют получить десятикратное превышение затрат, она должна стать основой для уже запланированной демонстрационной электростанции DEMO, которая уже будет производить реальное электричество. Это, правда, дело совсем отдалённых времён и туманной обстановки с финансированием.

  5. Кстати, о финансировании, чтобы представлять себе реальность термоядерных электростанций. ITER в два раза дороже LHC, а DEMO по стоимости может сравниться с проектом Манхэттен. NIF тоже отстаёт несильно, его стоимость всего в три раза ниже, чем у ITER, но на нём реальный Breakeven даже не планируется. Scientific breakeven, кстати ожидался ещё в прошлом году, и то, что он не был получен, даже стало причиной для серьёзных дискуссий в Правительстве США по поводу целесообразности продолжения финансирования проекта. NIF едва не закрыли в конце 2012 года. Сильное снижение стоимости можно ожидать от магнитного инерционного термояда (MagLIF), но им по неизвестным мне причинам занимаются пока только в одной лаборатории в мире.

Кроме того, от более близких к установке людей есть некая новая информация.

Существенный прогресс на установке был достигнут, во-первых, за счёт небольшого увеличения мощности лазеров, но главное — за счёт предварительного подгрева мишени. Главная проблема с мишенью заклчается в том, что при её сжатии развивается так называемая рэлей-тейлоровская неустойчивость (каждый, кто пытался сжать несильно надутый шарик представляет себе, насколько это сложно). Так вот за счёт небольшого нагрева эта неустойчивость подавлялась, и сжатие происходило более эффективно. Соответственно, больше плотность вещества в мишени и выше эффективность термоядерной реакции.

Эта статья изначально была опубликована в моём блоге в ЖЖ.

Читайте также