Немецкий IFE Targetry HUB является пионером лазерного инерционного синтеза

20 декабря в Германии началась новаторская инициатива, ознаменовавшая новую главу в поиске устойчивых энергетических решений.

Официально запущен финансируемый Федеральным министерством образования и исследований (BMBF) проект Inertial Fusion Energy (IFE) Targetry HUB, объединивший впечатляющий консорциум из 15 исследовательских и отраслевых партнеров.

Этот амбициозный проект, координируемый Институтом прикладной физики твердого тела Фраунгофера (IAF), направлен на изучение и разработку основных технологий лазерного инерционного синтеза — процесса, который считается потенциальным изменением игры в глобальном энергетическом ландшафте.

Эта веха наступила на фоне растущего международного интереса к ядерному синтезу, подогреваемого знаковыми достижениями Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, которая успешно продемонстрировала жизнеспособность термоядерного синтеза как источника энергии.

Однако, хотя перспективы термоядерного синтеза как практически безграничного и чистого источника энергии волнуют исследователей во всем мире, остаются серьезные научные и технические препятствия.

Потенциал термоядерного синтеза

Ядерный синтез часто называют святым Граалем энергетики из-за его огромного потенциала для решения мировых энергетических проблем.

В отличие от ископаемого топлива, термоядерный синтез не приводит к выбросам парниковых газов и генерирует минимальное количество радиоактивных отходов. Он также предлагает почти неисчерпаемое энергоснабжение, опираясь на дейтерий и тритий, которых много в воде и литии.

В случае коммерциализации термоядерная энергия может произвести революцию в производстве электроэнергии, предоставив стабильную и устойчивую альтернативу традиционным источникам энергии. Это могло бы уменьшить зависимость от ограниченных ресурсов, смягчить последствия изменения климата и обеспечить доступную электроэнергию в регионах с ограниченным доступом к энергии.

Однако путь к термоядерной энергетике сопряжен с техническими проблемами, начиная с достижения чистой энергетической выгоды и заканчивая развитием экономически эффективной инфраструктуры для электростанций. Такие проекты, как IFE Targetry HUB, имеют решающее значение для преодоления этих препятствий и раскрытия потенциала термоядерного синтеза.

Создание основ для лазерного инерционного синтеза

IFE Targetry HUB специализируется на разработке и уточнении целевых – ключевых компонентов лазерных систем инерционного синтеза.

Эти мишени, часто диаметром всего 1 миллиметр, представляют собой сложные структуры, в которых содержатся изотопы водорода дейтерий и тритий.

Под воздействием высокоэнергетических лазерных лучей они достигают температуры более 120 миллионов градусов по Цельсию, в результате чего изотопы сливаются и выделяют огромное количество энергии.

Точность изготовления и свойства материалов этих мишеней имеют решающее значение для успеха процесса термоядерного синтеза.

HUB занимается развитием масштабируемых технологий производства, таких как аддитивное производство пенопластов, плазменное покрытие и тщательная характеристика целевых компонентов.

Решая эти проблемы, проект направлен на то, чтобы проложить путь к будущему, в котором лазерный синтез станет краеугольным камнем глобальной энергетической инфраструктуры.

Наука, лежащая в основе лазерного инерционного синтеза

По своей сути лазерный инерционный синтез опирается на концентрированную лазерную энергию для сжатия и нагрева небольших целей, наполненных топливом. Этот процесс включает в себя направление нескольких лазерных лучей высокой энергии на цель, создавая условия, аналогичные условиям в ядре Солнца.

Под этими экстремальными давлениями и температурами атомные ядра преодолевают свое естественное отталкивание, сливаясь в более стабильное ядро и выделяя огромное количество энергии.

Текущие исследования сосредоточены на достижении последовательных и эффективных реакций термоядерного синтеза путем оптимизации конструкции мишеней.

Сферические алмазные мишени использовались в успешных демонстрациях, но масштабирование этой технологии для широкого использования требует значительных инноваций в материалах и производственных процессах.

Совместный путь вперед

Начальная встреча в Дармштадтском техническом университете подготовила почву для трехлетнего интенсивного сотрудничества партнеров хаба.

Поскольку глобальные потребности в энергии растут, а потребность в устойчивых решениях становится все более насущной, Целевой центр IFE представляет собой смелый и необходимый шаг вперед.

Этот проект, ориентированный на точность, инновации и сотрудничество, позиционирует Германию как лидера в международной гонке за использование энергии термоядерного синтеза.