Reaktor Wendelstein 7-X ustanawia nowy rekord świata w utrzymaniu plazmy
Niemieckie sztuczne słońce powraca do gry o okiełznanie technologii fuzji jądrowej, która stanie się niebawem tanim i ekologicznym źródłem energii przyszłości dla całego świata.
Stellarator W7-X działający 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 światowe rekordy wśród tego typu urządzeń.
W większości krajów świata, które pracują nad technologiami okiełznania fuzji jądrowej, eksperymentuje się głównie z tokamakami. Jednak Niemcy postawili na zupełnie inną, unikalną konstrukcję. 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.
Podczas testów, w niemieckim sztucznym słońcu udało się rozgrzać plazmę do 20 milionów stopni Celsjusza, przy gęstości 2 x 10/20 cząstek na metr sześcienny. Pozwoliło to uzyskać energię plazmy na poziomie aż 1 megadżula, i to bez zbędnego nagrzewania ścian stelleratora. To niesamowity sukces, który świetnie rokuje na przyszłość. Naukowcom może udać się uzyskać ciągłą reakcję termojądrową bez potrzeby osiągania 100 milionów stopni Celsjusza.
Ale to nie wszystko. W stellaratorze W7-X w Instytucie Fizyki Plazmy Maxa Plancka (IPP) plazmę udało się utrzymać przez aż 100 sekund, co wraz z temperaturą, daje wynik aż 18 razy lepszy, niż w 2015 roku i 4 razy lepszy od tego z lata bieżącego roku. Teraz naukowcy zamierzają zmodyfikować wnętrze stellaratora, zmieniając płytki grafitowe na 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 około 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. Co ciekawe, jedna szklanka wody dawać ma tyle energii, ile pół miliona baryłek ropy naftowej.
Aby w ogóle można było rozpocząć syntezę termojądrową 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 7 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 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.
Źródło: GeekWeek.pl/Instytut Fizyki Plazmowej im. Maxa Plancka / Fot. Instytut Fizyki Plazmowej im. Maxa Plancka
