Австралийский стартап HB11 осваивает альтернативный подход к термоядерному синтезу — вместо температур в миллион градусов он использует для запуска реакции высокоточные лазерные импульсы. Первое испытание технологии в десять раз превзошло ожидания разработчиков. По утверждению компании, она является «единственным коммерческим предприятием, достигшим термоядерного синтеза».

Для того чтобы столкнуть атомы между собой так, чтобы они слились и сформировали новый элемент, нужно преодолеть силу отталкивания, действующую на два положительно заряженных ядра. Солнце справляется с этой задачей, разогревая огромное количество атомов водорода до десятков миллионов градусов. При такой температуре атомы начинают двигаться настолько быстро, что сталкиваются между собой, объединяются, превращаясь в гелий, и выделяют энергию.

Большинство реакторов термоядерного синтеза — стеллаторы и токамаки — имитируют этот процесс при помощи магнитных полей, удерживающих раскаленную плазму. HB11 исследует другой подход, не требующий колоссальных температур или радиоактивного топлива вроде трития. Вместо этого применяются лазерные импульсы с линейной частотной модуляцией, способные создавать беспрецедентные уровни мощности свыше 10 петаватт, пишет New Atlas.

С помощью лазеров ученые собираются разогнать атомы водорода настолько, что они столкнутся и сольются с атомами бора в реакции синтеза. При этом появятся атомы гелия, или альфа-частицы, у которых нет электронов. HB11 планирует собирать эти заряды для получения энергии, безо всякого пара и турбин, а также без ядерных отходов.

Первые эксперименты оказались многообещающими, а недавно ведущий ученый компании Димитри Батани провели в Японии новые испытания. Результаты стали первым доказательством эффективности генерации альфа-частиц при помощи петаваттного лазера. Показатели потока альфа-частиц оказались на один порядок выше, чем предыдущие результаты, полученные с тем же лазером, но с другой геометрией оборудования.

Несмотря на то, что общая эффективность преобразования лазерной энергии в энергию альфа-частиц все еще остается низкой — около 0,005% — результаты открывают множество возможностей для дальнейших исследований и поиска вариантов оптимизации технологии.