Rekord temperatury fuzji jądrowej. Gorętsza od Słońca

Naukowcy w poszukiwaniu wydajnych źródeł energii pochlają się nad tematem fuzji jądrowej. Procesy te generują ogromne ilości energii. Przykładem syntezy jądrowej są np. procesy, które zachodzą w jądrze Słońca. Wykorzystanie energii powstałej w ten sposób mogłoby zrewolucjonizować energetykę - fuzja jądrowa nie powoduje emisji gazów cieplarnianych ani długożyciowych odpadów radioaktywnych.

Jak czytamy w serwisie interestingengineering.com, technologia ta ma jednak pewne wady. Przede wszystkim mówimy tu o konieczności opanowania wysokiej temperatury i ciśnienia, niestabilności plazmy, wysokich kosztach i trudnościach w skalowalności. Przezwyciężenie tych wyzwań z pewnością nie będzie łatwe, a mimo to prace nad sposobami pozyskiwania energii termojądrowej nie ustępują.

Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory, Princeton Plasma Physics Laboratory i Tokamak Energy Ltd przeprowadzili badania, które mogą stanowić przełom w technologii. Zespołowi badawczemu udało się osiągnąć w tokamaku temperaturę na poziomie blisko 100 milionów stopni Celsjusza. Poziom ten jest wymagany w elektrowniach termojądrowych do wytwarzania energii komercyjnej.

Tokamak to urządzenie, które stosuje się do fuzji magnetycznej. W reakcjach tych silne pole magnetyczne wykorzystuje się do kontrolowania i ograniczania gorącej plazmy paliwa termojądrowego w rdzeniu reaktora. Głównym celem, który naukowcy muszą osiągnąć, jest utrzymanie stabilnego stanu plazmy, w którym reakcje syntezy jądrowej mogą zachodzić w sposób ciągły, co pozwala na osiągnięcie nieograniczonego źródła energii.

We wspomnianych badaniach naukowcy skupili się na dopracowaniu warunków działania sferycznego tokamaka zwanego ST40. Urządzenie to wyróżnia się na tle innych przede wszystkim mniejszym rozmiarem.

Zespół badawczy zastosował podejście podobne do tego, które w latach 90. w tokamaku TFTR pozwoliło na wygenerowanie 10 mln watów energii termojądrowej. ST40 działał z polem magnetycznym w kształcie pączka typu donut o wartości nieco poniżej 2 tesli.

Zespół wykorzystał 1,8 mln watów do wysokoenergetycznych neutralnych cząstek do podgrzania plazmy. Czas, w którym zachodziły reakcje, wynosił raptem 0,15 sekund, a mimo to temperatura jonów w rdzeniu wyniosła blisko 100 mln stopni Celsjusza.

Jak czytamy w serwisie interestingengineering.com, wyniki te mogą napawać optymizmem, jeśli chodzi o przyszłość elektrowni termojądrowych opartych na kompaktowych sferycznych tokamakach o wysokim polu. Postępy te mogą doprowadzić do opracowania bardziej wydajnych i opłacalnych rozwiązań, które można by stosować komercyjnie.