Може ли ядреният синтез да накара САЩ и Русия да си говорят

Ядрения синтез е технология, която, с две думи, може да репликира непрекъснатия производствен капацитет на звездите (например Слънцето) и да превръща топлинната енергия в електрическа. Това не е мираж или непостижим идеал, а реална цел, към която човечеството все повече се приближава.

Американският часовник тиктака

На 13 декември 2022 г. Национално съоръжение за термоядрен синтез с помощта на лазери (NIF) обяви, че е постигнат сериозен пробив в проучванията за термоядрен синтез. На мащабна пресконференция беше разкрито, че за първи път получената енергия е малко повече от тази, която е вложена. Напредъкът е постигнат за пръв път откакто се работи по тази технология от десетилетия. Досега за синтез винаги беше нужна повече енергия от получената след това.

Медийната реакция беше незабавна и заглавията започнаха да валят едно след друго във всички световни издания, като редица експерти заявиха, че постигнатият успех е монументален. Американската държавна администрация директно определи постижението като едно от най-важните открития на XXI век. Други обаче смятат, че това е само малка стъпка в един много дълъг и трънлив път.

Инж. Анна Енчева, която е мениджър по монтац и инсталация в реактора на международния токамаков (магнитно ограничаван ядрен синтез) инженерно-изследователски мегапроект ITER, заяви за "Капитал" по повод същината на технологията: "Когато ядрата на два леки атома - изотоп на водород (в случая деутерий и тритий) се свържат заедно при много висока температура и налягане, се образува хелий. Така се отделя голямо количество енергия при процеса. ( повече за проекта по-долу)

Заключението, че за пръв път от многото опити досега реакцията на ядрения синтез е била достатъчно гореща и плътна, за да може да се предизвика отделяне на по-голямо количество енергия, отколкото е било вкарано от лазерите, е достатъчно да предизвика и други въпроси. Като например има ли нещо случайно, че това се случва точно в момента, в който в Европа бушува военен конфликт и расте все по-голямо напрежение по оста НАТО и останалия свят.

Борба за надмощие

Интересното е, че точно ядреният синтез е в основата за сближаване в дипломацията между Съветския съюз и САЩ през годините на студената война. Началото е още през 70-те години на миналия век, когато в разгара на събитията двете страни заедно с Европа си стискат ръцете да работят заедно под крилото на Международната агенция за атомна енергия (МАЕЕ). И двете държави виждат тази възможност като положителна не само заради обмена на информация, а и заради възможността да се работи с други държави, които също напредват в технологията, и така паралелно да си сверяват часовника за развитието на ядрените програми и дори развитието на атомните електроцентрали.

Обратно на очакванията на Европа и САЩ, тогава Съветският съюз заявява следната позиция по повод съвместната работа: "Съветският съюз смята, че е важно и че е дошло времето за разработване и изграждане на термоядрено устройство от следващо поколение на многонационална основа и под егидата на МААЕ. Страните трябва да работят заедно."

По онова време, както и сега светът на дипломацията се тресе от война, която противопоставя косвено двете сили - тогава в центъра на събитията е Афганистан, сега е Украйна. Но навръх една среща между американския президент Роналд Рейгън и лидера на СССР Михаил Горбачов през 1985 г. в Женева се взима решение военната дипломация да не се смесва с научната и двата блока да работят заедно по мегапроекта ITER - международен експериментален термоядреен реактор, който в момента се строи във Франция, с цел демонстриране на научната и технологична осъществимост на производството на енергия от термоядрения синтез.

Заради множество забавяния през годините се считаше, че първите резултати от от този проект ще бъдат факт в периода 2020 - 2025 г. До голяма степен точно това се случи, но не във Франция (проектът там все още е в етап на изграждане), а в Калифорния.

Кой работи по технологията

Въпреки че звучи като далечна и идеалистична цел, ядреният синтез е сериозен бизнес в целия свят.

По проекти се работи във Великобритания, Южна Франция, Китай, Южна Корея, Индия, Япония, Русия и САЩ. Над 10 милиарда долара се инвестират в нови стартъпи, които да развиват технологията, докато се достигнат комерсиални цели.

Според данни на списание Nature частни фирми като TAE Technologies, Helion Energy, Commonwealth Fusion Systems, General Fusion, Tokamak Energy са получили над 2.4 млрд долара финансиране, за да работят по технологията. Вероятно голяма част от парите идват и от държавните бюджети, какъвто е случаят в САЩ.

Според Анна Енчева "фактът, че толкова много нашумя, новината, дошла от САЩ преди няколко седмици, е малко съмнителна и по-скоро е с цел набиране на нови средства и привличане на нови инвестиции".

Разликата е, че се намесват и огромни финансови играчи като Goldman Sachs, които наливат пари в калифорнийската TAE Technologies, a допреди няколко години според някои експерти като Томас Клингер частен интерес почти не е имало.

Кога ще работи

Колкото повече човек чете за развитието на ядрения синтез, толкова повече прави впечатление, че всяка компания рядко дава срокове, а винаги говори за десет години напред. Оттам произлиза и мантрата, че никой не дава конкретни времеви параметри в сферата, а просто се презастрахова с въпросните "10 години".

За да се захранят лазерите, които правят пробива в технологията, се изразходва изключително много енергия. Според докторанта по теоретична плазмена физика в "Оксфорд" Пламен Иванов енергията, която е извършила микропроцеса с успешното отделяне в САЩ, е само малка част от цялата енергия, която се използва за десетките лазери в американската лаборатория.

"Тези лазери не се захранват от контакт, а от сложна система, по която има много енергийни загуби. От тази гледна точка пробивът е много локален и теоретичен." Въпросното твърдение отваря въпроса колко крачки трябва да се извървят, за да се постигне напредък, който да се прехвърли от лабораторията в реалността.

"Ядреният синтез не е решение на сегашните проблеми в енергетиката, това е една енергия, която ще можем да използваме след десетилетия или дори век, когато разберем как да конструираме полезни реактори, които да извличат енергията", заявява още Иванов.

Цената на един подобен реактор според Дейвид Кингам, който е от създателите на Tokamak Energy, би бил около 250 млн. долара. Идеята, по подобие на модулните реактори, е те да бъдат локални, до 100 мегавата, и индустрията да може да се захранва директно с тях.

Проблемът е дали има ясна перспектива как те ще функционират в електропреносните мрежи и редно ли е да споменаваме технологията като реалистична цел на сегашната наука. Вероятно пробивът наистина е монументален, но реалистично погледнато, технологията предстои тепърва да бъде развивана.

Крайъгълен камък ще са геополитическите нагласи и дали войната в Украйна ще подейства по начина, който тази в Афганистан е направила преди 40 години. Дипломацията на САЩ, Русия или дори Китай, където също се работи активно, изглежда, че буксува за момента, но може би развитието на науката може да ги накара да променят тона на разговора.