В декабре 2022 года физики впервые в истории добились того, что казалось фантастикой: при термоядерном синтезе выделилось больше энергии, чем было вложено в топливо. Эксперимент на установке NIF в США стал поворотной точкой — человечество вплотную подошло к практическому термояду, который обещает почти неисчерпаемый источник энергии.
Установка NIF (National Ignition Facility) расположена в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии. Это крупнейший в мире лазерный комплекс для исследований управляемого термоядерного синтеза методом лазерного инерционного удержания. Его задача — сжать крошечную капсулу с топливом до давлений и температур, при которых начинается слияние атомных ядер.
Прорывный эксперимент состоялся 5 декабря 2022 года. Лазер NIF доставил в мишень около 2,05 мегаджоуля энергии, а в результате синтеза выделилось примерно 3,15 мегаджоуля — коэффициент усиления составил 1,5. Впервые был достигнут так называемый научный энергетический порог окупаемости (scientific breakeven), когда выход превышает вложение в само топливо.
Принцип работы впечатляет: лазер косвенно нагревает внешний слой крошечной сферы, энергия настолько велика, что сфера схлопывается (имплозия) со скоростью до 350 км/с. Плотность топлива в этот момент вырастает примерно в 100 раз по сравнению со свинцом, а температура поднимается до сотен миллионов градусов — именно в этот краткий миг и идут реакции синтеза до того, как топливо разлетится.
Строительство NIF началось в 1997 году и обошлось дороже и дольше плана, но результат оправдал вложения. Позже в 2023–2024 годах учёные неоднократно повторяли и превосходили этот результат, получая ещё больший выход энергии. Установка также помогает поддерживать ядерный арсенал США, моделируя поведение материи в условиях ядерного взрыва без самих испытаний.
Важно понимать: речь пока не идёт о коммерческой электростанции. Лазер сам потребляет гораздо больше, чем даёт мишень, а промышленный термояд требует устойчивого, а не импульсного горения. Тем не менее сам факт нетто-прироста доказал, что термоядерный синтез возможен не только в звёздах, но и в земной лаборатории.
Итог: эксперимент на NIF — это фундаментальный шаг к энергетике будущего. До дешёвого термоядерного электричества ещё десятилетия пути, но главный психологический барьер «невозможного» сломан: человечество доказало, что может получать энергию звёзд прямо на Земле.
Об авторе
