Reaktor Wendelstein 7-X ustanawia nowy rekord w utrzymaniu plazmy

Stellarator W7-X, który od ponad dekady działa w Niemczech, ustanowił właśnie nowy rekord wydajności wśród reaktorów fuzyjnych tego typu, pod względem osiągniętej temperatury plazmy i czasu jej utrzymania. To pokazuje, że przyszłość czystej energii rysuje się w jasnych barwach. Sztuczne słońce działające w Instytucie Fizyki Plazmowej im. Maxa Plancka w Greifswaldzie, jakiś czas temu przeszło gruntowną modyfikację. Na jej efekty długo nie trzeba było czekać. Naukowcy poinformowali, że podczas najnowszego eksperymentu reaktor pobił wszelkie rekordy wśród tego typu urządzeń.

Nie można tutaj nie wspomnieć, że nasi zachodni sąsiedzi testują bardzo unikalne urządzenie. Światowe mocarstwa pracują nad technologiami okiełznania fuzji jądrowej, eksperymentując głównie z tokamakami. Jednak Niemcy postawili na stellarator. Może w tej chwili nie osiąga takich wyników jak konkurencja, ale potencjał tej konstrukcji w przyszłości zaowocuje o wiele większą od nich wydajnością, przy sporo mniejszych nakładach finansowych.

Niemcy chwalą się, że podczas testów w sztucznym słońcu udało się rozgrzać plazmę do 40 milionów stopni Celsjusza, przy gęstości 2 x 20/40 cząstek na metr sześcienny i utrzymać ją przez aż 47 sekund. Pozwoliło to uzyskać energię plazmy na poziomie aż 2 megadżuli, i to bez zbędnego nagrzewania ścian stelleratora. Tym samym pokonał słynne tokamaki. To niesamowity sukces, który świetnie rokuje na przyszłość. Naukowcom może udać się uzyskać ciągłą reakcję termojądrową bez potrzeby osiągania 100 milionów stopni Celsjusza.

Co ciekawe, w stellaratorze W7-X w Instytucie Fizyki Plazmy Maxa Plancka (IPP) w 2018 roku udało się utrzymać plazmę przez aż 100 sekund, ale jednak przy temperaturze 20 milionów stopni. To pokazuje, że zaledwie na przestrzeni 7 lat podwojono wydajność systemu. Teraz naukowcy zamierzają zmodyfikować wnętrze stellaratora, zmieniając płytki grafitowe na najnowsze kompozytowe, zbrojone włóknem węglowym. Pozwoli to na uzyskiwanie jeszcze lepszych wyników.

Magnetyczna klatka Wendelsteina 7-X jest wytwarzana przez pierścień 50 nadprzewodnikowych cewek magnetycznych o wysokości ok. 3,5 metra. Konstrukcja tej maszyny jest bardzo skomplikowana, jednak nie może to dziwić, bo wewnątrz stellaratora odwzorowane mają być warunki zachodzące we wnętrzu gwiazd. Jak twierdzą fani tej technologii, jedna szklanka wody dawać ma tyle energii, ile pół miliona baryłek ropy naftowej.

Aby w ogóle można było rozpocząć syntezę termojądrową w tokamakach, potrzebne jest rozgrzanie wodoru do 80-100 milionów stopni Celsjusza. Wówczas lżejsze jądra atomowe połączą się w jedno cięższe. I tak z jąder izotopów wodoru powstanie cięższy hel i dodatkowy neutron oraz to, co najważniejsze, czyli energia.

Dzięki tej technologii w ciągu najbliższych 10 lat powstaną pierwsze użytkowe elektrownie termojądrowe (tzw. sztuczne słońca), które zapewnią nam nieograniczone źródło taniej energii. Ich sprawność będzie tysiące razy większa od nawet największych działających dziś elektrowni jądrowych, przy czym produkowany przezeń prąd będzie dużo tańszy, a cały proces jego uzyskania niezwykle bezpieczniejszy i ekologiczny.

Przypomnijmy, że w ten niezwykły projekt stellaratora Wendelstein 7-X zaangażowana jest Polska. W projekcie uczestniczy Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Politechnika Warszawska, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Uniwersytet Opolski i Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku. Polska przeznaczyła na ten cel ok. 6,5 miliona euro.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub GeekWeek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!