Американские физики в конце 2012 года признали, что один из самых амбициозных их проектов принес отрицательный результат. Ученым не удалось запустить термоядерную реакцию при помощи сверхмощных лазеров.
Известие о том, что проект National Ignition Facility не оправдал вложенных в него сил и средств, особенно неприятно в связи с тем, что ранее этот проект уже требовал дополнительных вложений. Сейчас его авторы просят у Конгресса денег на еще три года работы, за которые планируется разобраться в том, что же не позволило добиться цели. И хотя сложно винить физиков в том, что они не смогли заранее все просчитать (в конце концов на то она и наука, а не инженерная задача) - понять политиков, которым не хочется тратить миллиарды без видимой отдачи, тоже можно.
Национальный комплекс лазерного термояда (вообще-то Ignition это "зажигание", а в контексте термоядерных реакций "поджиг" - но, согласитесь, не звучит) обошелся бюджету США в 4 миллиарда долларов. То есть больше годового бюджета всей Российской академии наук и едва ли не вдвое больше стоимости марсохода Curiosity. Который, кстати, благополучно долетел, приземлился и уже работает, в то время как сверхмощные лазеры пока так и не смогли запустить термоядерную реакцию. Да и не факт что запустят, по некоторым оценкам их мощность может потребоваться поднять раз этак в десять, что вряд ли вообще возможно в рамках текущего проекта.
Сотрудники комплекса сделали все возможное. К 2009 году было завершено строительство, начатое еще в 1997 году - и если это кажется долгостроем, отметим то, что 192 мощнейших лазера должны сфокусировать свои лучи практически в одной точке, на сфере с дейтерий-тритиевой смесью. Те, кто хоть раз делал у себя в комнате ремонт с оштукатуриванием стен, знает насколько сложно сделать строго перпендикулярные друг другу стены; при строительстве лазерной термоядерной лаборатории надо с точностью до миллиметров было построить несколько зданий. Более 60000 кубометров бетона, 12600 тонн стали, монолитные плиты длиной 126 метров, почти метровой и шириной в 24 метра - все подгонялось с высочайшей точностью; потом это здание, которое по праву можно считать шедевром инженерного искусства, заполнило сложнейшее оборудование. Камеру, в которой ученые пытались зажечь термоядерную реакцию, ставили одним из самых мощных кранов в мире и возводили вокруг нее еще семь этажей... а попутно ведь пришлось еще разработать рекордную по энергии вспышки лазерную систему. Это потребовало специальных зеркал, линз и даже особой технологии по выращиванию кристаллов - попробуйте получить за приемлемый срок кристалл размером с небольшую тумбочку!
В начале 2012 года руководство комплекса смотрело в будущее с оптимизмом. Говорилось о том, что к октябрю в установке произойдет первая вспышка, которая выдаст больше энергии, чем будет потрачено лазерами на ее инициацию. Фактически это если не готовая электростанция, то первый шаг к чистой и едва ли не бесконечной энергии - дейтерий можно брать из воды, тритий получать облучением лития в ядерных реакторах; увы, 30 сентября проект National Ignition Campaign завершился, так и достигнув цели. С тех пор физики готовили отчеты, придумывали новые планы и скоро мы узнаем - готовы ли политики финансировать их работу дальше. В активе у ученых уникальная установка, которая выдает мощность до 500 тераватт (за доли секунды, разумеется, а не непрерывно), так что демонтировать лазеры точно никто не будет - скорее их могут перепрофилировать на изучение свойств материалов в экстремальных условиях. Военным, например, это довольно интересно.
сколько ж там всякого на чем пилят...... пока печатают и не иссякнет походу
Комментарии
Кубометры бетона не напечатаешь. Это реальный ресурс. И его потратили впустую.
ща придёт жора и расскажет как всё в омериге хорошо, а статья - навет
"проект National Ignition Campaign завершился, так и достигнув цели"
Вы хотели сказать, что конечной целью и был распил?:)
Немерянных размеров штука. Это камера где должны была проходить реакция:
И вид с воздуха:
не очень понятна необходимость идеально перпендикулярных стен.
оборудование и лазерные установки можно подогнать под нужный угол перед пуском.
или они просто намертво вмонтированы в сами стены?
Так ведь просто же всё. И лазеры не нужны. Шар со смесью лития-6, дейтерия и трития окружается ураном-238, на некотором удалении от него помещается шар из примерно 50кг плутония окружённого тротилом и бериллиевыми экранами, всё это заключается в прочную оболочку, потом подрывается - и минимум 500 килотонн тротилового эквивалента обеспечено. Им стоило бы этот эксперимент проделать в своей лаборатории, в присутствии всех руководителей проекта и всей прочей группы бабкопилов...
Вы описали схему термоядерной бомбы Лаврентьева. Не самую первую (та вообще никуда не годилась), а вторую, тоже нежизнеспособную.
Ну что вы. Описал я классическую бомбу Теллера-Улама, ну не во всех подробностях, конечно. О Лавреньтьеве, увы, не знаю ничего. Знаю только что Сахаров с глупой "слойкой" долго носился.
Да, я пропустил слова "на некотором удалении", извиняюсь. Это конечно классическая схема.
А Лаврентьев предлагал загнать дейтерид лития именно внутрь плутониевой сферы. А по первоначальной его идее - просто окружить дейтеридом лития обычную атомную бомбу. Естественно, ни то ни другое абсолютно неработоспособно, но зато служит питательным материалом для рассказов о непризнанном гении, у которого Сахоров, Тамм и прочие физики все идеи украли.
Видите урановый экран во вторичной бомбе? Он и использовался как нейтронный отражатель и замедлитель. Предполагается что он почти полностью пропускает жёсткое излучение первичной бомбы которое абсорбируется плутониевой свечой, приводя к выходу нейтронов из ядра (разрушению ядра) и цепной реакции. Экран отражает нейтроны в активную зону и замедляет их. Дальнейший процесс немного сложнее. С одной стороны, плутониевая реакция генерирует тепло необходимое для реакции дейтерия и трития. Но этого тепла недостаточно. В основном, плутониевая свеча служит источником нейтронов для Литий-6 - Дейтерий реакции приводящей к образованию трития и генерации тепла достаточной для дейтериево-тритиевой реакции. Т.е., ядра трития приобретают такую кинетическую энергию что они преодолевают отталкивающую силу ядра дейтерия и врезаются в него, приводя к образованию гелия, ещё одного высокоэнергетичного нейтрона который может улететь далеко и не вступить в реакцию с дейтеридом лития без замедления и отражения, и очень много тепловой энергии.
Вот и спрашивается, что эти "ученые" пытались сделать. Устроить слияние дейтерия и трития без нетронов, без жёсткого излучения, просто путём генерации тепла лазерами ? Сделать из микро-экзотермической ядерной реакции макро-эндотермическую? Зачем ? Почему не генерировать с подобающим дозированием миро-экзотерм путём жесткого и нейтронного облучения не приводящего к масштабной цепной реакции ? Делать микровзрывы, как в цилиндрах вашего автомобиля? Зачем было использовать крайне нестойкую смесь трития и дейтерия, вместо дейтерида лития ?
Что они вообще хотели сделать ? Ведь наиболее сложная задача - не генерация термоядерной реакции, а удержание результирующей плазмы с постепенной откачкой энергии из неё.
Сдаётся мне что делают они что-то другое. Может быть, гамма лазер на хафнии, работа над которым велась в Техасском Университете в Далласе. Грозное это будет оружие, если осуществиться. Настоящий луч смерти защиты от которого не будет.
Да ладно, плутоний в свече срабатывает под действием стандартного механизма имплозии, сжимаясь вместе с окружающим его дейтеридом лития, не надо добавлять лишние сущности.
А с лазерным устройством все просто. Именно сжатие дейтерий-трития, за счет радиационного сжатия - абляции поверхности микросферы. Почему не дейтерид лития - тоже понятно, а кто же литий в тритий-то превратит, откуда взять такой нейтронный поток. Это надо не микро а нормальную макробомбу атомную взрывать рядом, никто таких идей и не предполагает. Острецова не предлагать :) Никакую плазму никто удерживать в этой схеме не собирается, это импульсный реактор.
"Национальный комплекс лазерного термояда (вообще-то Ignition это "зажигание", а в контексте термоядерных реакций "поджиг" - но, согласитесь, не звучит) обошелся бюджету США в 4 миллиарда долларов. То есть больше годового бюджета всей Российской академии наук и едва ли не вдвое больше стоимости марсохода Curiosity. Который, кстати, благополучно долетел, приземлился и уже работает, в то время как сверхмощные лазеры пока так и не смогли запустить термоядерную реакцию."
И в чем здесь распил? Ученые должны отвечать за успешные результаты экспериментов? По-моему, если была даже гипотетическая возможность успешного поджига, то деньги уже потрачены не зря.
Чтовычтовы.. люди просто немножко ошиблись. С кем не бывает. Этож всеже не пальцем в носу ковыряться. Это Наука! Интересно сколько еще бабла вольют в бредни современных учоных у которых все хорошо с воображением.
В чём пиление бабла ? Они знают температуру термоядерной реакции (примерно миллиард Кельвина). Они знают спектр поглощения энергии ядром (гамма-излучение).
Гамма лазеров у них слава Богу нет (если бы были, то это было бы величайшее оружие в истории человечества). Если они пытались нагревать, ну, скажем, инфракрасными лазерами, то необходимое число лазеров можно было бы рассчитать а приори.
Водородная бомба просто не нагревает, а сочетает нагрев с огромным гамма излучением. Простое нагревание приводит к повышению кинетической энергии ядра и к возможному столкновению одного ядра с другим, приводящим к слиянию. Это очень неэффективно. Другая возможность - генерировать нейтроны в ускорителе с кинетической энергией достаточной для слияния. Третий метод: разрушение ядра путём гамма излучения, как в водородной бомбе..
Бабкопилы пошли то самому примитивному пути пытаясь произвести лазерами миллиард Кельвина в течении времени достаточного для хаотического начала реакции. Естественно, не произошло. И дай им ещё сотню лазеров, ничего они не добьються. А на то количество лазеров которое нужно для поддержания температуры в течение времемени достаточного для начала спонтанной реакции у всей земли средств не хватих.
В водородной бомбе никакие ядра никаким гамма-излучением не разрушаются. Побойтесь Бога.
Опять же, ну что вы. Первичный заряд в бомбе Теллера-Улама именно для генерации гамма лучей и рентгеновских лучей. Считается, что они обжимают вторичный заряд. Если разрушения ядра не происходит, то откуда берутся массы нейтронов и как происходит цепная реакция? Если частицы ядра не поглощают энергию излучения первичной бомбы, то как происходит вторичный ядерный взрыв в результате "обжатия" первичной радиацией? Поясните, пожалуйста.
Нейтроны берутся из цепной реакции деления плутония. Именно они и отвечают за "производство" трития из лития. А рентген и гамма уже обжимают. Это два разных процесса, хоть и идущих одновременно. Гамма-излучение и рентген лишь уносят энергию деления.
Ну вот, "поделилось" ядро плутония 239 или 241, что, так плутонием и осталось ? Нет, стало либо ураном 236, либо америциумом. Т.е. ядро разрушилось.
И что с того ? С этим никто не спорит. Однако ядро разрушилось не от воздействия гамма-кванта (ядерный фотоэффект - штука известная, но здесь она не работает) а от захвата нейтрона.
Ну успоуоили, 4 ярда пошли в дело!!!
росток все ж пойдет в компост
Печальная новость, если серьёзно. Термояд - переспективное направление. И это наука, инженерия, а не надувание финансовых "пузырей". Так что американцам можно посочувствовать. И пожелать удачи ITER'у.
В деле термояда надо было не распылять ресурсы, а концентрировать. Эти 4 ярда надо было в ITER вбухать - прорывное для всего человечество направление. А америкосы сами захотели стать д'Артаньянами. Ну вот и результат, чему народ и радуется.
<режим паранойи> Хотя сдается мне, что такой сложный, дорогостоящий прецезионный комплекс можно использовать для чего-то другого. Может быть даже для этого другого он и был задуман, а лазерный термояд - так, прикрытие </режим паранойи>
вообще-то фантазией является именно идея про то, что это - энергетический проект. Там никто и не скрывал, что NIF заточен под работы, способные заменить ядерные испытания. Проект целиком военный. Так что "попильщиков" и радетелей о чужом кошельке просьба не беспокоится.
Другое дело, в 2013-м теоретики принесли безрадостную (для NIF) весть - обнаружили, что по текущей схеме синтез в NIF "не взлетит" принципиально.
Американцам можно бы было посоветовать читать советские специализированные журналы 80-х и не пытаться обмануть природу методом грубой силы.
Жалко на самом деле. Запасы газа и нефти не бесконечны и уже наши дети будут чувствовать их острую нехватку. Скатываться в 18 век и ездить на лошадях не хочется - кто первый найдет альтернативу - тому будет принадлежать весь мир.
Что-то этот National Ignition Facility напомнил мне про наш Игнитор:
http://fpfe.mipt.ru/index/useful_data/n_5fre3x.html
Нет, это абсолютно разные системы.
Системы может и разные.Вопрос в том заработает или нет?
ИГНИТОР ? Вполне возможно, что как-то заработает. Но это еще не решение проблемы.
Сейчас уже никем не оспаривается работоспособность токамаков. Все, спорить с этим глупо (хотя некоторые до сих пор пытаются). В них - во многих - уже вполне устойчиво зажигается реакция синтеза, и даже с некоторым положительным энерговыходом. Но это - не реакторы пока.
Чтобы превратить это дело в реактор надо решить массу сложнейших инженерных проблем. Ввод нового топлива, вывод продуктов реакции, съем энергии, рмадиационная устойчивость конструкции в условиях огромных нейтронных потоков. Именно эти задачи придется отрабатывать на ИТЕРе или ИГНИТОРе. Для того, чтобы превратить установку, на которой для 1-минутного протекания реакции синтеза нужно неделю готовиться, в непрерывно работающий промышленный реактор.
С инерционным синтезом у нас еще в 80-е годы натрахались. Забавно смотреть, как американцы наступают на те же грабли, причем отмасштабированные грабли :)