Команда химиков из Университета Британской Колумбии совершила интересное достижение в области термоядерного синтеза, создав компактный ускоритель частиц под названием Thunderbird. Установка размером с небольшой холодильник впервые продемонстрировала рабочую связь электрохимии и ядерного синтеза – идею, которая была предложена и отвергнута 35 лет назад.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, показывают, что настольный реактор использует плазменную технологию для слияния двух ионов дейтерия – изотопа водорода. Ключевая особенность установки заключается в одновременном применении электрохимической ячейки для производства дейтериевого "топлива", что позволило увеличить скорость термоядерных реакций на 15%.
Искусственный интеллект научился предсказывать успех термоядерного синтеза – и это работает
Энергия при помощи термоядерного синтеза ближе к реальности благодаря новому достижению в магнитных полях
Амбициозная цель команды заключалась в изучении неизвестной науки в надежде сделать инженерный аспект термоядерных исследований "намного проще для масштабирования и более быстрого внедрения технологии".
Конструкция Thunderbird состоит из трех основных компонентов. Плазменный двигатель, заполненный газообразным дейтерием, ионизирует газ и направляет ионы дейтерия к мишени из палладиевого металла. Со временем палладий насыщается ионами дейтерия, которые в конечном итоге сталкиваются друг с другом. Реакция запускает термоядерное событие и высвобождение нейтронов, что служит "жесткой ядерной сигнатурой", подтверждающей фактическое происхождение синтеза.
Критически важным элементом выступает электрохимическая ячейка, расположенная с другой стороны установки. При включении она расщепляет молекулы тяжелой воды для производства и доставки ионов дейтерия к палладиевой мишени, увеличивая плотность топлива в реакторе и, как следствие, вероятность успешного синтеза.
Важно отметить, что Thunderbird не зависит от трития – редкого и нестабильного изотопа, обычно используемого с дейтерием в термоядерных экспериментах. Однако команда разработчиков не заявляет о каких-либо энергетических чудесах и не претендует на замену существующих технологий.
Мы предоставили экспериментальное подтверждение, которое воспроизводимо и показывает, как можно использовать электрохимию для фактического увеличения скорости ядерного синтеза.
Эксперимент ясно демонстрирует положительное влияние электрохимической ячейки, производящей дейтерий, на скорость термоядерных реакций.
Использование электрохимии для повышения скорости синтеза представляет "значительное улучшение", однако важно понимать, что электрохимия только подготавливает мишень, но сама по себе не производит синтез.
Неожиданно Thunderbird открыл возможности для применения в областях, не связанных с термоядерным синтезом. Разработанные методы могут оказаться полезными для инженеров, работающих со сверхпроводящими металлами, а также имеют потенциал для медицинских применений в дейтерировании "добавок".
Берлингетт убежден в силе междисциплинарного подхода к решению давних проблем:
Я действительно верю, что для совершения больших прорывов нужно привлекать людей из разных областей. И я надеюсь, что этот реактор поможет достичь этого.
Увы, несмотря даже на такие открытия, развитие термоядерной науки идет очень медленно, в том числе из-за низких инвестиций в область. Если бы термоядерный синтез получал хотя бы 10% от тех сумм, которые инвестируются в ИИ, мы бы уже могли наслаждаться бесконечной дешевой энергией.
