Развитие мировой промышленности, да и само будущее человечества зависят от того, удастся ли ученым и инженерам своевременно освоить принципиально новые источники энергии, которые смогли бы заменить теперешние малоэкономичные "грязные" энергоносители типа нефти и угля. Исключительно важное значение с этой точки зрения имеет промышленное использование управляемых ядерных реакций.
Недавно американская газета THE NEW YORK TIMES сообщила об успешном эксперименте физиков США, открывающем новые перспективы в использовании так называемых управляемых фузионных реакций, или термоядерных реакций синтеза. Они имеют физическую природу, аналогичную энергетическим процессам, происходящим на Солнце — это реакции, в ходе которых ядра имеющих малый вес атомов (прежде всего водорода) сливаются друг с другом, высвобождая при этом энергию. Этот процесс принципиально противоположен так называемым фиссионным реакциям (или цепным реакциям деления), при которых атомы, наоборот, распадаются с высвобождением энергии. Именно на эксплуатации фиссионной энергии работают современные ядерные реакторы и АЭС. В отличии от фиссионных, промышленные фузионные ядерные реакции теоретически могли бы быть гораздо более экологически чистыми. Главным препятствием для их использования в промышленности в настоящее время является то, что объемы выделяющейся в ходе реакции энергии намного уступают необходимым для ее начала "энергозатратам".
Тем не менее, последний эксперимент ученых Принстонского университета, которые сумели провести в декабре самую крупную в мире управляемую фузионную ядерную реакцию, дает основания для реальных надежд на появление практически неистощимого и дешевого источника энергии. В соответствующем проекте Лаборатории плазменной физики этого университета были заняты около 500 ученых, некоторые из которых разрабатывают эту тему 20 лет. Оборудование, использованное в эксперименте, занимает площадь большого университетского корпуса.
Энергетический фузионный импульс регистрировался всего семь секунд, но он свидетельствует о большом успехе эксперимента, и чрезвычайно обрадовал ученых. Мощность фузионной реакции в Принстоне эквивалентна приблизительно 3 млн Вт, что в два раза больше максимальной фузионной мощности, достигнутой два года назад на установке конкурентного британского проекта Joint European Torus. Пока что принстонская установка производит энергии в два раза меньше, чем потребляет, но это соотношение уже намного лучше, чем было в предыдущих экспериментах. Принстонские ученые полагают, что в течение ближайших девяти месяцев им удастся повысить мощность установки до 10 млн Вт, что достаточно для энергоснабжения 3 тысяч домов и в 6 раз превосходит максимальную энергомощность британского реактора Torus, разработанного около 11 лет назад.
Американские физики полагают, что их последние эксперименты открывают хорошую перспективу для промышленного использования фузионных реакторов. Ученые работают над созданием еще двух подобных установок и надеются, что приблизительно к 2030 году первый американский коммерческий фузионный реактор будет введен в эксплуатацию.
Успех эксперимента, видимо, объясняется и тем, что на этот раз принстонские ученые в качестве ядерного топлива впервые использовали смесь дейтерия и трития — ранее использовался только дейтерий.
Стоимость строительства реактора Принстонского университета (основанного на тех же принципах, что и известные советские реакторы "Токамак") составила около $1,4 млрд, практически все эти средства были предоставлены американским правительством. На принстонскую программу уходит приблизительно треть из $330 млн, выделяемых ежегодно из бюджета США на фузионные ядерные исследования.
Ученые обосновывают целесообразность таких крупных капиталовложений тем, что источники водородного сырья для фузионных ядерных установок практически неистощимы (в отличие от обогащенного урана, используемого в теперешних промышленных ядерных реакторах). Директор Лаборатории плазменной физики Роналд Дэвидсон (Ronald C. Davidson), во всяком случае, утверждает, что "солнце погаснет раньше, чем люди смогут исчерпать эти источники".
