Dižs sasniegums kodolsintēzē – iespējams, pirmo reizi sasniegta pozitīva enerģijas bilance.
Kodolsintēzes reaktori bieži dēvēti par enerģētikas nākotni – imitējot tos procesus, kas notiek Saules iekšienē, varam iegūt milzum daudz enerģijas relatīvi drošā un tīrā veidā. Taču līdz šim neviens no eksperimentālajiem kodolsintēzes reaktoriem nebija panācis pozitīvu enerģijas bilanci. Proti, reaktora darbināšanai iztērētā enerģija pārsniedza to, ko no procesa varēja dabūt ārā. ASV Enerģētikas departaments otrdien pulksten 17 pēc Latvijas laika grasās paziņot par lielu sasniegumu šajā jomā. Ļoti iespējams, ka zinātniekiem pirmo reizi vēsturē izdevies sasniegt pozitīvu enerģijas bilanci, ar konkrēto eksperimentu saistīti avoti atklājuši izdevumam "Financial Times" un raidorganizācijai CNN.
Vēl 2021. gadā, kad "Campus" runāja par milzīgo kodolsintēzes projektu ITER un Latvijas zinātnieku iesaisti tajā, nevienam kodolsintēzes eksperimentam nebija izdevies enerģijas ziņā iegūt vairāk, nekā "ielikts iekšā".
Īsumā neliela atkāpe par kodolsintēzes principu – līdz šim visi enerģētikā izmantotie kodolreaktori darbojas, kodolus šķeļot. Kodolsintēzes reaktoros kodoli savienojas. Rezultātā no vieglākiem elementiem veidoas smagāki – gluži kā Saules iekšienē ūdeņradis pārtop hēlijā –, un procesā atbrīvojas liels daudzums enerģijas, kuru tad iespējams izmantot mums jau lietderīgās elektroenerģijas ražošanai. Panākt stabilas kodolsintēzes reakcijas nav nekāds vieglais uzdevums, jo darīšana ir ar ārkārtīgi karstu plazmu. Runa ir par miljoniem grādu pēc Celsija. Kodolsintēzes reaktoru dizaini ir vairāki – gan stellaratori, gan sevi jau pierādījušie tokamaki, kur plazmas kamera pēc formas atgādina baranku.
"Stellaratoru koncepts ir interesants, aizraujošs un cerīgs, bet vēl nav pierādījis, ka strādā. Savukārt tokamaks ir prasts kā grābeklis un ir pierādījis, ka strādā. Dizains ir zināms, vienīgais, kas jāizdara – jāuzbūvē liela mēroga iekārta," pērn "Delfi" skaidroja Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta direktors Dr.phys Andris Anspoks. Līdz šim uzbūvētie tokamaki vienkārši bijuši par mazu, lai sasniegtu pozitīvu enerģijas bilanci. Francijā topošais milzis ITER (attēlā zemāk) būs lielākais līdz šim uzbūvētais tokamaka tipa reaktors.
Taču atpakaļ pie jaunā sasnieguma – ASV Enerģētikas depaertamenta paspārnē esošās laboratorijas "National Ignition Facility" (NIF) zinātnieki jau iepriekš pietuvojusies pozitīvai enerģijas bilancei, par ko vēstījām 2021. gada vasarā.
ASV laboratorijā veiktie eksperimenti arī nenotiek tokamaka tipa iekārtā. Tur plazma tiek aizdedzināta ar ļoti jaudīgu lāzeru, starus vēršot pret sīkām ūdeņraža izotopu degvielas šūnām, radot ļoti ātru, atkārtotu eksploziju sēriju
Šajā gadījumā eksperimentam pietuvināti cilvēki norādījuši, ka rezultātā iegūti 2,5 megadžouli enerģijas, bet lāzeru darbināšanai patērēts 2,1 megadžouls. Tātad iegūts par nepilniem 20% vairāk enerģijas, nekā patērēts kodolsintēzes reakcijas radīšanai.
Oficiāls apstiprinājums gan vēl jāgaida, jo tik jaudīgu reakciju nebija gaidījuši pat eksperimenta veicēji – rezultātā diagnostikas aparatūrai nodarīti arī bojājumi, kas sarežģī rezultātu analīzi. Taču fakts, ka šodien gaidāms oficiāls ASV Enerģētikas departamenta paziņojums par šo eksperimentu, varētu netieši norādīt par pozitīvu eksperimenta iznākumu.
"Ja tas tiks apstiprināts, šis būs vēsturisks brīdis. Zinātnieki jau kopš 1950. gadiem centušies pierādīt, ka ar kodolsintēzes reakcijām varam iegūt vairāk enerģijas, nekā ieliekam iekšā," "Financial Times" citē fiziķi Artūru Turelu.
Jāatceras gan, ka šis ir eksperiments, nevis praktiski pielietojams risinājums – mājsaimniecību apgādāšanai ar enerģiju būs nepieciešams kas vairāk, un, visticamāk, tie būs tokamaka tipa reaktori, kas šobrīd ir vislabāk izpētītā tehnoloģija kodolsintēzes jomā. Vai tie pārsvarā būtu lieli giganti kā ITER, vai mazāki modulāri tokamaki, to rādīs laiks.
