Amerykanie pracują nad innowacyjnym reaktorem - to może być rewolucja
Laboratorium Fizyki Plazmowej Departamentu Energii USA razem z naukowcami z MIT współpracuje nad nowatorskim projektem, dzięki któremu synteza jądrowa może stać się komercyjnie opłacalna. Innowacyjny reaktor nazywa się SPARC.
Reaktor SPARC może pomóc rozwikłać problem wycieku cząstek alfa, które powstają podczas reakcji syntezy jądrowej. Projekt jest częściowo finansowany ze środków prywatnych, a częściowo jest inicjatywą publiczną mającą na celu opracowanie wydajnych reaktorów typu tokamak.
Tokamaki mogą zostać uszkodzone z powodu nieodpowiedniej kalibracji magnesów nadprzewodzących używanych do produkcji plazmy. Prowadzi to do wycieku cząstek alfa, co może spowolnić lub nawet wstrzymać produkcję energii.
Kluczem do rozwiązania tego problemu jest zastosowanie specjalnie zaprojektowanych magnesów nadprzewodzących, a tym samym sprawienie, że reaktor będzie bardziej kompaktowy. Właśnie takie cele postawili sobie twórcy reaktora SPARC. Poprzez zmniejszenie rozmiaru samego reaktora i zastosowanie lepszych magnesów, urządzenie powinno być w stanie pracować przy wyższych natężeniach pola magnetycznego niż istniejące już rozwiązania.
Powinno to również umożliwić projektowanie i budowę mniejszych reaktorów do syntezy jądrowej. Najważniejsze jest jednak zatrzymanie szybkich cząstek alfa powstających w reaktorze na tyle długo, aby plazma była gorąca.
- Nasze badania wskazują, że jest to możliwe. Zauważyliśmy, że cząstki alfa są szczelnie zamknięte w reaktorze SPARC - powiedział Gerrit Kramer, kluczowy fizyk programu.
Naukowcy doszli do tego wniosku dzięki fragmentowi kodu komputerowego o nazwie SPIRAL. Został on opracowany w celu weryfikacji poprawności zamknięcia cząstek w reaktorze.
- Kod symuluje powstawanie zmarszczek w polu magnetycznym, które mogą umożliwić ucieczkę szybkich cząstek. Wykazano szczelność reaktora SPARC i brak uszkodzeń jego ścianek. Kod SPIRAL dał podobne wyniki co kod ASCOT z Finlandii - wyjaśnił Kramer.
Fuzja jądrowa jest jednym z głównych wyzwań współczesnej fizyki. Wytwarzanie większych ilości energii niż wynosi zapotrzebowanie reaktora na paliwo może pozwolić na opracowanie niemal nieograniczonego źródła energii dla ludzkości.
