Вопреки распространенному мнению, звёзды — это не просто яркие точки на небе. Учёные установили, что это гигантские сферы раскалённой плазмы, состоящие в основном из водорода и гелия, где происходят мощнейшие термоядерные реакции. Если мы понимаем принципы их работы, возникает закономерный вопрос: можем ли мы воссоздать подобные процессы на Земле, создав собственный искусственный источник энергии? Подсчёты показывают, что всего одна секунда излучения нашего Солнца могла бы покрыть энергетические потребности такой страны, как США, на миллион лет вперёд. Мощность его ядра колоссальна. Обладая даже миниатюрной версией такой «звезды», человечество могло бы навсегда решить проблему истощения ископаемых ресурсов. Именно эта цель уже более столетия вдохновляет учёных по всему миру.
От атомной бомбы к термоядерному синтезу
Первые практические шаги к освоению энергии, подобной солнечной, были сделаны в середине XX века. В 1945 году в пустыне Нью-Мексико (США) в рамках сверхсекретного проекта «Манхэттен» была испытана первая атомная бомба. Это событие впервые воспроизвело на Земле условия, отдалённо напоминающие процессы в недрах звёзд. Вскоре физики осознали, что существует способ получить ещё больше энергии — не за счёт деления тяжёлых ядер, а благодаря их слиянию (синтезу). Суть в том, что для преодоления взаимного отталкивания положительно заряженных ядер лёгких элементов (например, изотопов водорода) требуется огромная температура и давление. Если это удаётся, ядра сливаются, образуя более тяжёлый элемент и высвобождая колоссальную энергию. Задача современной науки — «запереть» эту реакцию в управляемом термоядерном реакторе. Успех в этой области означал бы революцию: человечество получило бы практически неиссякаемый, безопасный и экологически чистый источник энергии, избавившись от зависимости от угля, нефти и газа.
Энергетический вызов и поиск решений
Стремительный рост населения и технологий привёл к глобальному энергетическому дефициту. По оценкам экспертов, неудовлетворённый спрос на энергию уже сейчас исчисляется десятками тераватт, что в разы превышает возможности современных технологий. Планета имеет физические пределы для традиционной энергетики, в то время как потребности человечества продолжают расти. Это делает поиск принципиально новых решений не просто научным интересом, а вопросом выживания цивилизации.
В 2018 году прозвучало обнадёживающее заявление от американских физиков: они заявили, что нашли ключ к созданию в обозримом будущем чрезвычайно мощных и компактных термоядерных реакторов. Такие установки могли бы обеспечить планету «зелёной», то есть экологически чистой, и при этом практически бесплатной энергией.
Современные проекты и будущее
Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) и частной компании Commonwealth Fusion Systems заявили о планах построить первый работоспособный коммерческий реактор в течение 15 лет. Более того, в 2020 году стартовало строительство экспериментального реактора под названием SPARC. Этот проект, разрабатываемый исследователями из MIT, планируется завершить всего за четыре года. Если всё пойдёт по плану, эта команда может стать первой, кто действительно «приручит» термоядерный синтез и откроет человечеству путь к эре чистой и неограниченной энергии — создав, по сути, своё маленькое искусственное солнце на Земле.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Искусственное солнце уже создано?.