Практически во всех существующих экспериментальных реакторах термоядерного синтеза и подобных экспериментальных установках используется тот же принцип, который приводит в действие наше Солнце. При помощи самых различных методов водород разогревается до умопомрачающих температур порядка 100 миллионов градусов Цельсия и он превращается в высокотемпературную плазму, в объеме которой начинают идти реакции термоядерного синтеза, продуктом которых является гелий. Но на свете существует австралийская компания под названием HB11, специалисты которой занимаются реализацией альтернативного метода. В этом методе используются импульсы света чрезвычайно мощных лазеров и бор в качестве катализатора. И в ходе первых экспериментов компания HB11 получила в десять раз больше термоядерных реакций на выходе, чем это ожидалось согласно предварительным теоретическим расчетам.
Реактор HB11 представляет собой металлическую сферическую вакуумную камеру. В центре камеры закреплена мишень - кусочек нитрида бора, толщиной 0.2 мм. В камеру реактора подаются лучи света от двух лазеров. Первый лазер активирует специальное емкостно-индуктивное устройство, производящее магнитное поле силой в тысячи Тесла, которое удерживает и сжимает водород, превращая его в плазму.
Второй лазер, который в импульсе выдает энергию 3x10^19 W/cm2, используется для ускорения атомов водорода, точнее, ядер атомов водорода, до релятивистских скоростей. При этом, поток ускоренных атомов направлен точно на мишень из бора. Попав в мишень, атомы водорода взаимодействуют с атомами бора, которые выступают в роли катализатора термоядерной реакции. А результатом этой реакции являются ядра атомов гелия, альфа-частицы.
В результате таких экзотических термоядерных превращений не возникает потоков тепла, вся выделяющаяся энергия заключена в положительном электрическом заряде образовавшихся альфа-частиц. В будущем специалисты компании HB11 планируют создать технологию сбора этого заряда и прямого превращения его в электрическую энергию, вместо того, чтобы генерировать перегретый пар и вращать турбины, что приводит к неизбежным потерям. Помимо этого, в ходе лазерного термоядерного синтеза с участием бора не образуется никаких ядерных отходов вообще.
Внутри экспериментальной установки, при помощи которой специалистами компании HB11 проводились первые исследования, были установлены также параболический спектрометр Томсона и ядерный трековый детектор. Эти два инструмента позволили ученым изучить происходящие в реакторе и плазме процессы, подсчитать количество образовавшихся альфа-частиц и определить количество заключенной в них энергии.
Проведенные измерения показали, что во время работы поток альфа-частиц был равен ~10^10/sr, а общее количество произведенных альфа-частиц составило 1.4x10^11. Тем не менее, эффективность всего процесса в целом, т.е. отношение количества энергии, поставленной в камеру реактора лазерами, к количеству энергии образовавшихся альфа-частиц, еще весьма низко и составляет 0.005 процента.
Несмотря на столь низкую общую эффективность, данный случай все же можно считать большим достижением. Кроме того, что количество термоядерных реакций на порядок превысило ожидаемую величину, все это стало веским доказательством работоспособности нового метода термоядерного синтеза, который получил название p-B синтез.
"Демонстрация одних только реакций p-B синтеза сама по себе уже является большим достижением" - пишут ученые, - "Кроме этого, неожиданно большое количество реакций синтеза дало нам в руки огромный объем информации о том, как можно оптимизировать нашу технологию для дальнейшего увеличения количества производимой энергии".
Руководство компании HB11 рассчитывает, что их успех привлечет внимание правительства Австралии и поможет получить дополнительное финансирование, необходимое для приобретения или создания нового лазера петаваттного класса.
