Выбрать главу

Но дори лазерната ядрено-синтезна машина NIF от най-мощните лазери на Земята не може да се приближи до опустошителната мощ на Звездата на смъртта от „Междузвездни войни“. За да конструираме подобно устройство, трябва да се насочим към други източници на енергия.

Магнитно ограничаване на ядрения синтез

Вторият метод, който учените потенциално биха могли да използват, за да захранят с енергия една Звезда на смъртта, се нарича „магнитно ограничаване“ — процес, по време на който гореща плазма от водороден газ се побира в рамките на едно магнитно поле. На практика този метод би могъл наистина да осигури прототипа на първите ядрено-синтезни реактори с търговско приложение. Понастоящем най-напредналият ядрено-синтезен проект от този тип е Международният термоядрен експериментален реактор (ITER). През 2006 г. коалиция от нации (която включваше Европейския съюз, Съединените щати, Китай, Япония, Корея, Русия и Индия) реши да изгради ITER в Кадараш, Южна Франция. Той е проектиран да нагорещява водородния газ до 100 милиона градуса по Целзий. Би могъл да стане първият ядрено-синтезен реактор в историята, който генерира повече енергия, отколкото консумира. Проектиран е да генерира 500 мегавата енергия за 500 секунди (сегашният рекорд е 16 мегавата за 1 секунда). ITER трябва да генерира своята първа плазма до 2016 г. и ще влезе напълно в действие през 2022 година. С цена 12 милиарда долара, той е третият по големина най-скъп научен проект в историята (след „Проекта Манхатън“ и Международната космическа станция).

ITER прилича на голяма поничка, като водородният газ циркулира вътре и огромни намотки от жица се извиват по повърхността. Намотките се охлаждат, докато станат суперпроводящи, и след това в тях се напомпва огромно количество енергия, създавайки магнитно поле, което ограничава плазмата вътре в поничката. Когато в поничката бъде пуснат електрически ток, газът се нагорещява до звездни температури.

Причината, поради която учените се вълнуват толкова от ITER, е перспективата да бъде създаден евтин енергиен източник. Горивото, доставяно за ядрено-синтезните реактори, е обикновена морска вода, която е богата на водород. Поне на хартия, ядреният синтез може да ни снабди с неизчерпаема евтина енергия.

В такъв случай защо не притежаваме още сега ядрено-синтезни реактори? Защо са били нужни толкова десетилетия за постигането на напредък, след като процесът на ядрен синтез е бил очертан още през 50-те години на XX век? Проблемът се е състоял в дяволски трудното компресиране на водородното гориво по еднакъв начин. В звездите гравитацията компресира водородния газ във формата на съвършена сфера, затова газът се нагорещява равномерно и чисто.

В лазерния ядрен синтез, осъществяван в NIF, концентричните лъчи на лазерната светлина, които изпепеляват повърхността на топчето, трябва да бъдат съвсем еднакви, но е изключително трудно да бъде постигната подобна еднаквост. В магнитно-ограничителните машини магнитните полета притежават и северни, и южни полюси. В резултат на това равномерното компресиране на газа във формата на сфера е изключително трудно. Максималното, на което сме способни, е да създадем магнитно поле с формата на поничка. Но компресирането на газа е подобно на стискането на балон. Всеки път когато стиснете балона в единия край, въздухът предизвиква издуване някъде другаде. Равномерното стискане на балона, което протича едновременно във всички посоки, е голямо предизвикателство. Обикновено горещият газ изтича от магнитната бутилка, като накрая влиза в досег със стените на реактора и процесът на ядрен синтез се прекратява. Ето защо се оказва толкова трудно да бъде притискан водородният газ за повече от около една секунда.

За разлика от сегашното поколение ядрено-синтезни термоядрени енергийни инсталации един ядрено-синтезен реактор няма да създава големи количества ядрени отпадъци. (Всяка традиционна инсталация, в която протича деление на атома, произвежда годишно 50 т ядрени отпадъци на изключително високо равнище. За разлика от тях ядрените отпадъци, създавани от машина, в която се осъществява ядрен синтез, ще се състоят предимно от радиоактивна стомана, която ще остане, когато реакторът прекрати окончателно работата си.)

Ядреният синтез няма да разреши напълно проблема, създаван от енергийната криза на Земята в близко бъдеще. Френският Нобелов лауреат по физика Пиер-Жил дьо Жен казва: „Намеренията са да пъхнем Слънцето в кутия. Идеята е хубава. Проблемът е, че не знаем как да направим кутията.“ Но ако всичко върви по план, изследователите се надяват, че в рамките на четиридесет години ITER може да проправи пътя за комерсиализацията на ядрено-синтезната енергия, която може да осигури електричество за нашите домове. Един ден ядрено-синтезните реактори ще облекчат нашия енергиен проблем, като отделят по безопасен начин енергията на слънцето тук, на Земята.