Прорив у ядерному синтезі чи хайп? Чому роздуте ЗМІ «гаряче» досягнення «термояду» далеке від практики

Днями ЗМІ майже як один почали тиражувати новину про прорив у сфері ядерного синтезу. Матеріал із пресрелізу Національної запалювальної установки (NIF) при Ліверморській Національній лабораторії ім. Лоуренса журналісти світових ЗМІ називали «віхою для клімату та чистої енергії» та «історичним моментом». Цікаво, що NIF робить прорив у ЗМІ уже вдруге – у 2021 році було щось схоже.

Якщо вимкнути хайп і почитати пресреліз уважніше, «гаряче» досягнення трохи охолоне. Воно видатне, але не таке проривне, як його намагаються показати ЗМІ. Так, наприклад, вважає колишній директор NIF Майкл Кемпбел.

«Це хороший експеримент, – каже Кемпбелл, який зараз працює в Logos Technologies у Ферфаксі, штат Вірджинія. – З наукової точки зору мішень працювала достатньо добре, щоб альфа-частинки нагріли частину палива». Але Кемпбелл стурбований надмірною рекламою кожного кроку на шляху до термоядерного синтезу як джерела енергії.

Інженери та науковці NIF беззаперечно отримали значуще наукове досягнення. Але воно не є значущим проривом для практичної комерційної термоядерної енергетики. Їхня установка все ще споживає принаймні в 130 разів більше енергії з електромережі, ніж виробляє.

Цікаво, що минулорічне (2021 року) наукове досягнення NIF можна вважати більш значущим, ніж результати 2022 року. Тоді великою новиною було те, що NIF різко збільшив продуктивність термоядерного синтезу своїх експериментів. Результат NIF полягав в тому, що вихідна енергія лазерного термоядерного синтезу (виміряна в мегаджоулях, МДж) підскочила на 2500%.

Цього року було оголошено про збільшення вироблення енергії термоядерного синтезу порівняно з надходженням енергії лазера з 70% у 2021 році до 154% у 2022 році.

Об’єкт досяг трохи більшої потужності термоядерного синтезу, ніж лазерний вхід: запалювання. На папері це велика символічна перемога. На практиці це малозначимо.

Лазерна енергія, передана мішені, становила 2,05 МДж, а потужність термоядерного синтезу, ймовірно, становила близько 3,15 МДж. Згідно з багатьма джерелами на веб-сайті NIF, вхідна енергія лазерної системи становить десь між 384 і 400 МДж.

Споживання 400 МДж і виробництво 3,15 МДж означають чисту втрату енергії більше 99%. На кожну одиницю виробленої енергії термоядерного синтезу NIF спалює щонайменше 130 одиниць енергії.

З точки зору електричної потужності, 3,15 МДж не вистачить одній 40-ватної лампочки розжарювання протягом дня.

Постійне заряджання установки NIF протягом того самого дня споживатиме 4600 Вт з електромережі.

Щоб виробити корисну потужність, NIF потрібно збільшити потужність термоядерного синтезу кожного експерименту принаймні на 100 000%. Це величезний науковий виклик, який необхідно вирішити до того, як можна навіть розглядати комерційну експлуатацію.

Експеримент NIF «є хорошим і необхідним кроком, але попереду довгий шлях, перш ніж у вас буде енергія для людства», — каже Кемпбелл.