NIF (National Ignition Facility, США) — це найбільший у світі інерційний термоядерний дослідницький центр, розташований у Lawrence Livermore National Laboratory (Каліфорнія, США). Основна мета NIF — досягнення керованого термоядерного синтезу через метод інерційного утримання плазми (ICF, Inertial Confinement Fusion).
Основна ідея:
NIF використовує 192 високопотужні лазери, які спрямовуються на крихітну капсулу з паливом (суміш дейтерію та тритію). Ці лазери стискають капсулу до надвисоких температур і тиску, що імітує умови в центрі зірки. В результаті запускається термоядерна реакція синтезу.
Як це працює:
- Капсула з паливом (розміром кілька міліметрів) розміщується в золотому циліндрі — голраумі.
- Лазери (192 промені) одночасно фокусуються на внутрішню поверхню голрауму, перетворюючись у рентгенівське випромінювання.
- Рентгенівське випромінювання рівномірно нагріває капсулу, що призводить до її вибухоподібного стиснення ззовні всередину.
- В центрі капсули утворюється “гаряча точка”, де відбувається D-T реакція:
D + T → He-4 + n + 17.6 МеВ - Якщо вивільнена енергія достатня, вона може підпалити решту палива — це називається запалюванням (ignition).
Досягнення:
- У грудні 2022 року NIF уперше в історії досяг позитивного енергетичного виходу від реакції: енергія, вивільнена в результаті синтезу, перевищила енергію, поглинуту паливом.
- Це стало значним кроком у напрямку майбутнього термоядерного енергетичного реактора.
Обмеження:
- Енергія, необхідна для створення лазерного імпульсу, досі значно перевищує загальну віддачу системи (тобто вся установка витрачає набагато більше, ніж отримує).
- Система поки не призначена для безперервної роботи чи промислового виробництва енергії — лише для досліджень.