Тоткрытие, что исследователям удалось создать реакция ядерного синтеза которые генерировали больше энергии, чем потребляли, сделали обнадеживающим чтением на прошлой неделе. Почти полвека я сообщал о научных проблемах, и ни одно десятилетие не обходилось без двух-трех заявлений ученых о том, что их работа вскоре позволит науке воссоздать процессы, приводящие в движение солнце. Конечным результатом станет создание чистого и дешевого ядерного синтеза, который изменит нашу жизнь.
В последнее время такие объявления были редкостью, поэтому я с радостью осознал, что стандарты, возможно, возвращаются к норме. Развернув набор из 192 лазеров для бомбардировки гранул изотопов водорода дейтерия и трития, исследователи из Национального центра воспламенения США (NIF) в Ливерморе, штат Калифорния, смогли создать температуры, характерные только для звезд и термоядерных бомб. Затем изотопы сливались в гелий, высвобождая избыточную энергию.
Это было эпохальное событие, но не крупное, хотя это не помешало правительству США и целому ряду мировых СМИ устроить широкомасштабную шумиху вокруг достижения лаборатории. Исследователи имели «преодолеть главный барьер«к слиянию», — хвасталась Би-би-си, в то время как Уолл Стрит Джорнал описал достижение как прорыв, который может возвестить эру чистой и дешевой энергии.
Безусловно, термоядерный синтез окажет благотворное влияние на нашу планету, высвободив огромное количество энергии без высокого уровня выбросов углерода, и станет несомненным импульсом в борьбе с изменением климата.
Беда в том, что подобные видения уже неоднократно случались с нами. В 1958 году сэр Джон Кокрофт заявил, что его термоядерный проект Zeta обеспечит мир «неисчерпаемый запас топлива». Это не так. В 1989 году Мартин Флейшманн и Стэнли Понс объявили они достигли слияния используя простое лабораторное оборудование, работа, которая попала в заголовки мировых новостей, но никогда не была воспроизведена.
К этому списку можно также добавить Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР), огромный объект, строящийся в Сен-Поль-ле-Дюранс в Провансе, Франция, который должен был достичь слияние к 2023 году но это более чем на 10 лет отстает от графика и превышает бюджет на десятки миллиардов долларов.
В каждом случае было предсказано, что строительство первых коммерчески жизнеспособных ядерных термоядерных установок произойдет всего через одно-два десятилетия и изменит нашу жизнь. Эти надежды так и не оправдались и привели к усталому цинизму, распространяющемуся среди хакеров и ученых. Как сейчас шутят: «Fusion будет через 30 лет — и всегда будет».
Было странно, что Дженнифер Грэнхольм, министр энергетики США, утверждала, что достижение NIF было «Один из самых впечатляющих научные подвиги 21 века». Это трудно оправдать за столетие, которое уже стало свидетелем открытие бозона Хиггсасоздание COVID-19 прививкизапуск Телескоп Джеймса Уэбба и распутывание человеческий геном. Для сравнения, событие возгорания в NIF — дело второго дивизиона.
Большинство ученых были осторожны в своих ответах на чрезмерное преувеличение «прорыва» NIF. Они признают, что ключевой шаг был сделан к коммерческой термоядерной энергии, но настаивают на том, что такие установки остаются отдаленными целями. Их не следует рассматривать как вероятных спасителей, которые вытащат нас из отчаянного энергетического кризиса, с которым мы сейчас сталкиваемся, несмотря на все заявления, сделанные на прошлой неделе.
Человечество дошло до того, что его ужасная зависимость от ископаемого топлива угрожает вызвать скачок глобальной температуры на 2 градуса по сравнению с нашим доиндустриальным прошлым. Последствия будут включать наводнения, пожары, усиление штормов, повышение уровня моря, распространение болезней и таяние ледяных шапок.
Здесь у ученых все ясно. Сила термоядерного синтеза не прибудет вовремя, чтобы спасти мир. «Мы все еще далеки от коммерческого синтеза, и сейчас он не может помочь нам с климатическим кризисом», — сказала Аника Хан, научный сотрудник по ядерному синтезу в Манчестерском университете. Эту точку зрения поддержал Тони Роулстоун, исследователь ядерной энергии из Кембриджского университета. «Этот результат NIF является успехом для науки, но он еще далек от обеспечения полезной, обильной чистой энергии».
В настоящее время существует два основных пути ядерного синтеза. Один из них включает в себя удержание обжигающей горячей плазмы в мощном магнитном поле. Реактор ИТЭР следует такому подходу. Другой — принятый на объекте NIF — использует лазеры для взрыва гранул дейтерия-трития, заставляя их разрушаться и превращаться в гелий. В обоих случаях реакции протекают при температуре более 100 миллионов градусов по Цельсию и сопряжены с большими технологическими трудностями при их контроле.
Таким образом, Fusion остается долгосрочной технологией, хотя многие новые инвесторы и предприниматели, включая Билла Гейтса и Джеффа Безоса, недавно обратили свое внимание на эту область, вселяя надежду на то, что новый коммерческий импульс может вдохнуть новую жизнь в развитие коммерческих установок.
Этот вклад следует приветствовать, но мы должны быть решительны: термоядерный синтез не произойдет вовремя, чтобы спасти планету от изменения климата. Электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии или на ядерном топливе, представляют собой единственную краткосрочную альтернативу тем, которые сжигают ископаемое топливо. Мы должны возлагать надежды на эти источники энергии. Термоядерный синтез может занять свое место позже в этом столетии, но было бы крайне безответственно полагаться на источник энергии, материализация которого займет как минимум еще два десятилетия – в лучшем случае.
