Термоядерный синтез - один из возможных ключей к решению экологического и энергетического кризиса. Для его зажигания используется множество методов, но самыми популярными были и остаются тороидальные камеры с магнитным удержанием плазмы (ТОКАМАКи - аббревиатура от "тороидальная камера с магнитными катушками") или установки, реализующие так называемый "инерционный синтез" - запуск реакции при помощи обжатия мишени, содержащей термоядерное топливо, за счет излучения лазеров высокой мощности. Однако совсем недавно вскрылись неожиданные подробности, относящиеся к истории изучения "энергии звезд": оказалось, впервые реакция синтеза была осуществлена почти столетие назад, на этот раз - с помощью ускорителя частиц.
В 2023 физик Марк Чэдвик обнаружил архивную запись 1986 года, на которой участник Манхэттенского проекта Эмиль Конопинский рассказывал о предложении, высказанном ещё в 1942-ом году: использование дейтерий-тритиевой реакции для термоядерного оружия. Данный вариант наиболее перспективен и для применения в коммерческих реакторах ближайшего будущего, из-за чего пользуется необычайной популярностью учёных. Его реализация предполагает слияние атомов изотопов водорода - дейтерия и трития. В ходе этого типа реакций образуется атом гелия-4 - наиболее распространённого его изотопа, и нейтрон, уносящий часть выделившийся в ходе процесса энергии. Сам Конопинский ссылался на некие "довоенные исследования", что вынудило Чедвика окунуться с головой в отчеты вековой давности в поисках истины. "Улика" вывела Марка прямо на письмо в американский научный журнал Physical Review: небольшую заметку, датированную 1938-ого годом. Её автор, аспирант Артур Рулиг, вскользь сообщает о фиксации высокоэнергетических частиц, вызванных вероятным зажиганием дейтерий-тритиевой реакции в ходе проведения своих экспериментов с ускорителями частиц.
Артур Рулиг и Эмиль Конопинский учились в Мичигане в одно время, в 1930-ые годы. Наставником обоих был один человек, физик-теоретик Георг Уленбек - первооткрыватель спина электрона (наличия у последнего характеристики, напоминающей вращение, важного понятия в квантовой механике). Но для того, чтобы точно установить истину, существует лишь один путь - повторить эксперимент спустя 87 лет.
Команды из университета Дьюка и Лос-Аламоса объединились ради амбициозной цели: зажечь термоядерный огонь, используя метод, описанный почти столетие назад - ведь Рулиг мог допустить ошибку в измерениях, чего нельзя было исключать. Для этого использовался каскадный генератор - особый тип ускорителя частиц, мишень, состоящая из дейтерированной фосфорной кислоты, а также перегородка в виде кобальтовой фольги. Результаты эксперимента подтвердили все догадки - зажигание DT-реакции состоялось! Это означает, что тогда, почти 90 лет назад, впервые был осуществлен термоядерный синтез, но это эпохальное событие, по воле случая, затерялось среди бумаг и было незаслуженно забыто. Статья с результатами экспериментов была выпущена в том же научном журнале, в который некогда была направлена уже легендарная заметка Рулига - в "Physical Review C".
Стоит упомянуть, что исследователи отмечают важный аспект - переоценку нейтронного выхода реакции, о котором сообщал Рулиг. Также отметим, что данный метод зажигания реакции навряд-ли позволит человечеству приручить "энергию звезд" - для этого требуется добиться "энергетической безубыточности": это означает, что реактор должен генерировать больше энергии, чем уходит на поддержание протекания реакций в нем. Пока что ни одна экспериментальная система не продемонстрировала выполнение этого условия, не смотря на десятилетия исследований, однако определенный прогресс в этом направлении присутствует и внушает надежду. Но тем не менее, сегодня мы знаем имя человека, впервые показавшего миру, что обуздать энергию Солнца возможно: пусть на мгновения, в течение которых происходит реакция, но это лишь начало пути.
Артур Рулиг - ученый, впервые в истории осуществивший термоядерный синтез.