„Нетна енергия“ от синтез: заглавията са верни, но реакторът върна около 1% от изтегления ток

На 5 декември 2022 г. Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ в Калифорния произведе 3,15 мегаджаула енергия от синтез, използвайки 2,05 мегаджаула лазерна енергия, доставена до мишената. Излизащото беше повече от влизащото и заглавията по света го нарекоха нетна енергия. Числата са верни.

Липсва обаче трето число. За да достави тези 2,05 мегаджаула до мишената, съоръжението е изтеглило между 300 и 400 мегаджаула ток от електрическата мрежа. Тоест реакцията върна около един процент от електричеството, което сградата консумира.

Това не е укрито. Казва го самата лаборатория. „NIF не е проектиран да бъде енергийно ефективен“, обяснява Жан-Мишел Ди Никола от „Лорънс Ливърмор“. „Проектиран е да демонстрира научно достигане на прага.“ Двете твърдения не си противоречат. Просто мерят различни неща и заглавието обикновено не казва кое.

Синтезът вече произвежда повече енергия, отколкото поглъща мишената. Още не произвежда повече енергия, отколкото поглъща сградата. Това са две различни постижения и между тях има десетилетия.

Трите различни „повече“

Полезната аналогия е с кола. Може да питаш колко енергия има в горивото, което влиза в цилиндъра. Може да питаш колко енергия стига до колелата. И може да питаш колко пари ти струва пътуването, включително печалбата на бензиностанцията. Трите отговора са различни, а всички са за една и съща кола.

При синтеза същите три въпроса имат имена. Първият е усилването в плазмата или в мишената: колко енергия дава реакцията, делено на енергията, доставена директно до горивото. Точно това число беше 1,5 при опита от декември 2022 г. Вторият е усилването на съоръжението: делено на тока, изтеглен от мрежата. Третият е дали в края на всичко от контакта излиза повече електричество, отколкото е влязло.

Досега светът е решил първия въпрос само за миг и само при един подход. Вторият и третият остават нерешени навсякъде.

Докъде е стигнало

Напредъкът е истински и бърз. Опитът от 2022 г. не е бил случаен: към 15 април 2026 г. „Лорънс Ливърмор“ съобщава, че е постигнала запалване още девет пъти след първия успешен опит. Рекордът е от 7 април 2025 г., когато 2,08 мегаджаула лазерна енергия дадоха 8,6 мегаджаула от синтез, тоест над четирикратно усилване спрямо мишената. Ключът е бил самата капсула с гориво, направена от синтетичен диамант с постепенно добавяне на волфрам.

За три години усилването спрямо мишената е нараснало от 1,5 на над 4. Това е реален прогрес по първия въпрос. По третия въпрос не се е променило нищо: съоръжението продължава да тегли много повече ток, отколкото връща.

Другият голям подход, магнитното задържане, дава добра мярка за мащаба. През февруари 2024 г. европейският токамак JET в Оксфорд обяви световен рекорд: 69,26 мегаджаула топлина от един-единствен импулс, получени само от 0,21 милиграма гориво. Според EUROfusion, консорциумът, който проведе опита, това се равнява на енергията от изгарянето на 2 килограма въглища.

Струва си да се прочете два пъти. Световният рекорд за енергия от синтез, поставен от една от най-мощните машини на планетата, се равнява на два килограма въглища. Постижението е в това, че се получава от 0,21 милиграма гориво и че учените успяха да го повторят надеждно, а не в количеството.

И при JET има същото разграничение. Рекордът за мощност при магнитно задържане е пак негов, от 1997 г.: 16 мегавата от синтез срещу 24 мегавата вкарана нагряваща мощност, съобщава организацията ITER. Отношението е 0,67. На практика нито една машина с магнитно задържане не е достигала дори равенство между двете.

Какво предстои и какво не

ITER, най-големият термоядрен експеримент в света, се строи точно за този праг. Проектиран е за десеткратно усилване в плазмата: 500 мегавата от синтез срещу 50 мегавата вкарана нагряваща мощност.

Тук ITER е напълно откровен за собствените си граници. „ITER няма да преобразува нагряващата мощност, която произвежда, в електричество“, пише организацията на сайта си. Машината ще бъде първата, която дава нетен добив през плазмата, и с това подготвя следващите, които биха произвеждали ток. Дори ITER не е електроцентрала и не се представя за такава.

Графикът също е публичен. Според актуализирания план от 2024 г. началото на същинската научна работа е през 2034 г., пълната магнитна енергия през 2036 г., а работата с деутерий и трити започва през 2039 г. Спрямо предишния план това е забавяне от три до четири години.

А какво липсва за истинска централа? Учените от „Лорънс Ливърмор“ дават конкретен отговор: от страна на физиката е нужно усилване около 100, а не 4. Освен това лазерите трябва да станат с ефективност 10 до 20 процента спрямо тока от мрежата и да стрелят около десет пъти в секунда, вместо няколко пъти годишно. При такива условия съоръжение с размерите на NIF би давало над 1000 мегавата в мрежата, колкото един голям реактор.

Нищо от това не е невъзможно и нищо от това не е близо. Затова, когато следващото заглавие каже, че синтезът е произвел повече енергия, отколкото е погълнал, единственият полезен въпрос е: повече от какво точно.