Автор: Термоядерний синтез — процес, у якому легкі ядра, насамперед ізотопи водню, зливаються у важчі й виділяють величезну кількість енергії. Саме так працюють Сонце та інші зорі. Для земної енергетики ця ідея приваблива з кількох причин: пальне, дейтерій і тритій, можна отримувати з води та літію, а продукти реакції не містять довгоживучих високоактивних відходів, подібних до відходів звичайних атомних станцій. Немає й ризику некерованої ланцюгової реакції, бо за порушення умов плазма просто остигає.
Головна складність у тому, що для злиття ядра треба нагріти до температур у десятки мільйонів градусів і втримувати достатньо довго й за достатньої густини. Існують два основні підходи. Магнітне утримання використовує потужні магнітні поля для утримання плазми, і найвідомішими конструкціями тут є токамак і стелларатор. Інерційне утримання стискає крихітну капсулу з паливом за допомогою потужних лазерів так швидко, що реакція встигає відбутися, перш ніж речовина розлетиться.
Важливою віхою стало досягнення на американській установці National Ignition Facility наприкінці 2022 року, де вперше в лабораторних умовах отримали більше енергії від реакції, ніж лазери передали паливній мішені. Дослідники наголошують, що це не означає створення електростанції: енергія, потрібна для живлення самих лазерів, значно перевищувала отриману, а установка здатна на один постріл через довгі проміжки часу. Тим не менш експеримент підтвердив фізичну можливість запалення.
Міжнародний проєкт ITER у Франції, що будується спільними зусиллями багатьох країн, призначений показати стійку реакцію з відчутним перевищенням виробленої теплової енергії над витраченою. Проєкт неодноразово переносили, а вартість суттєво зросла. Паралельно з’явилося чимало приватних компаній, які залучили мільярди доларів інвестицій. Їхні ставки різні: хтось покладається на компактні токамаки з високотемпературними надпровідними магнітами, що створюють сильніше поле при меншому розмірі, інші розвивають стеларатори або альтернативні схеми.
Інженерних проблем залишається багато. Матеріали першої стінки реактора зазнають потужного нейтронного опромінення, яке з часом руйнує їх структуру. Тритій, якого в природі дуже мало, має відтворюватися безпосередньо в реакторі за допомогою літієвого шару, і ця технологія ще не відпрацьована в промисловому масштабі. Потрібно також навчитися отримувати електрику ефективно та стабільно, а не лише демонструвати короткі імпульси.
Прогнози щодо комерційних станцій коливаються: оптимістичні проєкти називають початок або середину 2030-х років, обережніші експерти говорять про 2040-ві чи пізніше. Багато хто вважає, що синтез не врятує клімат у найближчі десятиліття, коли потрібні швидкі скорочення викидів, але може стати важливим джерелом стабільної чистої енергії в другій половині століття. Тому оцінювати доцільно не обіцянки чи заголовки, а проміжні показники: тривалість утримання плазми, ресурс матеріалів і вартість обладнання.
