Биылғы жыл термоядролық синтез саласындағы жаһандық серпіліс болды. Яғни, 2022 жыл термоядролық қуат адамзатқа бағынған жыл ретінде Дүниежүзілік тарихтың төрінен орын алуы ғажап емес. Бұл жайт ғалымдарға энергетика саласында революция жасалғаны туралы мәлімдеуге мүмкіндік берді. Егер алғашқы жетістіктер жүйелі сипат алып, толық бекісе, тұрақты жолға қойылса, онда биылғы осы оқиға – бүкіл ХХІ ғасырдағы ғылыми жаңалықтар мен шешімдердің ең бастыларының бірі болуы ықтимал.
Қуаттың әзірше адамзатқа беймәлім мүлде жаңа түрлерін іздеу бұрыннан жүргізіліп жатыр. Себебі, болашақтың энергиясын қамдау қажет. Дегенмен, елеулі өзгерістер болмай, халықаралық қоғамдастықтың да, демеушілердің де көңілі қала бастағандай еді. Үнемі ізденісте болып, тынбай зерттеу жүргізген ғалымдар алынбас бір қамалды бұзып кіргенге ұқсайды.
Сонымен, 13 желтоқсан күні америкалық ғалымдар, нақтыласақ, АҚШ Энергетика министрлігінің Эрнест Лоуренс атындағы Ливермор ұлттық зертханасы (Lawrence Livermore National Labo) термоядролық синтез саласындағы жеңіске бергісіз жетістіктері туралы жариялады. Ғалымдар мұны энергетикадағы революцияның бастауы болуы мүмкін деп болжам жасап отыр. Себебі, ол толыққанды жүзеге асса, бүкіл адамзат тап-таза энергияға және ресурсы шексіз деуге келетін отынға ие болады. Яғни, ол кең таралса, онда көмір, газ, мұнай, ағаш және басқа табиғи, қазба байлықтарды үлкен көлемде шығындаудың еш қажеті болмай қалатын көрінеді.
Әрине, зертхана аясында термоядролық синтез арқылы бұрындары да қуат алынып жүрді. Бірақ ол қуатты алу үшін одан көп қуат жұмсалатын. Бұл бір түп қана картоп алу үшін бір тонна картопты жерге көмумен бірдей өнімсіз тірлік еді. Осы қайырсыз, қайтарымсыз дүниеге ұқсас ғылыми сынақ, тәжірибелер сонау 1930-жылдардан бері, ұзақ жылдар бойы ұдайы қайталанды.
Енді міне, ғалымдар тарихта тұңғыш рет термоядолық реактордан ондағы реакцияны жүргізуге шығындалғаннан да көп энергия алғандарын мәлімдеді. Яғни, көркем теңеумен түйсек, бір тонна картопты егіп, одан көбірек өнім жинап отыр. Сынақ Калифорниядағы Ливермор ұлттық зертханасының өзінде жүргізілген.
«Ғалымдар термоядролық синтезді жүзеге асырудан үміт үзбей, ондаған жылдар бойы үздіксіз талаптанды. Осы ғылыми серпіліс бүкіл әлемде, ғылыми қауымдастықта шаттық, шабыт, энтузиазм туғызды. Дегенмен, сарапшылар термоядролық синтез коммерцияландырылуы, яғни нақты өнімге айналып, нарықта қолжетімді болуы үшін әлі ұзақ жолдан өтетініне назар аудартады. Әңгіме ондаған жыл туралы болып отыруы мүмкін. Ең бастысы, тұтынушыларды электрмен, жылумен жабдықтау үшін оның өнеркәсіптік ауқымда қолданылуына қол жеткізу болмақ», – деп жазды Reuters.
«Бұл сонда қандай отын?» деген сауал туады. Калифорния университетінің энергетика профессоры Дэниел Камменнің түсіндіруінше, қажетті ресурс пен элементтер теңіз суында бар. Жер планетасындағы бүкіл судың 97,5 пайызы – ащы. Ғаламшарымыздағы 1 миллиард 400 миллион текше шақырым судың небары 35 млн текшесі немесе шамамен 2,5 пайызы ғана – тұщы су.
Ал ащы судан және басқасынан термоядролық синтез арқылы қалай отын алынады?
«Термоядролық синтез дегеніміз 2 жеңіл ядролық атомды 1, бірақ анағұрлым ауыр ядроға біріктіру және соның барысында орасан зор көлемде қуат бөліп шығару процесі. Синтез реакциясы плазма аталатын заттың, яғни оң иондар мен еркін қозғалатын электрондардан тұратын ыстық, зарядталған газдың агрегаттық күйінде жүреді. Мысалы, басқа жұлдыздар сияқты Күн дәл осы реакцияның арқасында энергия бөледі. Күн ішінде бірігуі үшін ядролар төтенше жоғары температурада, шамамен 10 миллион Цельсий градусы кезінде бір-бірімен соқтығысулары тиіс», – деген түсініктеме берді Атом қуаты жөніндегі халықаралық агенттік (МАГАТЭ).
Қазір атом электр стансалары (АЭС) керісінше, ыдырату реакциясында жұмыс істейді. Яғни, ауыр ядролар анағұрлым жеңіл ядроларға тоқтаусыз ажыратылады. Термоядролық синтез керісінше, тоқтаусыз біріктіреді. Сондықтан оның қуаты да ғаламат. МАГАТЭ термоядролық синтез кезінде бөлінетін қуаттың көлемі АЭС-тердегі ядроларды бөлу реакцияларына қарағанда 4 есе көп екенін хабарлады. Ендеше ғылыми жаңалық жаһан игілігіне жарап жатса, онда атом станцияларын салу – өткен ғасырдың ісіне айналуы мүмкін.
«Егер ғаламдағы жұлдыздарға тән термоядролық синтезді Жерде жүзеге асыру мүмкін болса, онда таза, қауіпсіз және арзан энергияның шексіз дерлік көлемі алынатын болады. Онда қуатқа деген әлемдік сұраныс толық қанағаттандырылады», – деп жариялады МАГАТЭ.
Америкалық ғалымдар осы реакция үшін аса қуатты лазер сәулелерін пайдаланған. 192 лазерлік сәуле бір мезгілде құйтақандай ғана гранулаға бағытталған. Ол гранулаға сутегі орналастырылыпты. Нәтижесінде, оның іші алапат қызып, секундына 50 рет қайталанатын қарқынды, адам сенбес ұсақ жарылыстар болып, термоядролық синтез реакциясы басталды. Мәлімделгендей, осы реакцияны туындатуға 2,05 мегаджоуль лазерлік қуат шығындалған. Одан шамамен 3,15 мегаджоуль энергия бөлініп шықты.
«Жоспарға сәйкес, бірінші буындағы термоядролық реакторларда сутегінің ауыр изотоптарының – дейтерий мен тритийдің қоспасы пайдаланылады. Теория бойынша осы реагенттердің небары бірнеше грамын қолдану арқылы 1 тераджоуль энергия алуға болады. Осынша қуатты дамыған елде тұратын бір адам 60 жылда шығындайды», – деп түсіндірді Атом қуаты жөніндегі халықаралық агенттік.
Сарапшылар термоядролық синтездің қолданыстағы энергетикаға қарағанда көптеген артықшылықтарын атап өтті. Бастыларына тоқталсақ, Жер-Ананың қызуын көтеріп жатқан парник газдары мұнда бөлінбейді. Тіпті таза энергетикаға жататын АЭС-тер де парник газдарын шығарады. Мұның сыртында, заманауи атом станцияларына қарағанда, одан әлдеқайда аз радиоактивті қалдықтар бөлінеді. Бұл жерде көмір мен газ жағатын стансалар мен жылу-электр орталықтары да қауіпті радиобелсенді қалдықтар шығаратынын ескерткен жөн.
Бүгінде америкалықтар ғана емес, өзге озық елдер де термоядролық синтезді өз құндылығына айналдыруға күш салып жатыр. Мысалы, Францияда ITER халықаралық жобасының құрылысы қолға алынған, онда дәл осы синтез зерттеліп, тиісті қондырғы жасалады деп күтілуде. Ал америкалық жоба National Ignition Facility деп аталады.
Осылайша, биылғы ілгері ұмтылыс арқасында осы ғасырда жаһан жұртшылығы табиғатқа зиян келтіретін қазба отындарды тұтынудан толық бас тартады деген үміт бар.
