Chińskie "sztuczne słońce" przełamało kluczowe granice. Czysta energia już możliwa?
Chińskie "sztuczne słońce" znów przesunęło granice fizyki. Reaktor fuzyjny EAST po raz pierwszy w swojej historii utrzymał stabilną plazmę w warunkach przekraczających znane fizykom granice.
Eksperymentalny reaktor fuzyjny EAST, nazywany często "sztucznym słońcem", po raz pierwszy przekroczył jeden z kluczowych progów uznawanych dotąd za twardą granicę rozwoju tej technologii. Chodzi o stabilne utrzymanie plazmy przy gęstościach wyraźnie wyższych niż słynny limit Greenwalda. To osiągnięcie, opisane na łamach Science Advances, przybliża wizję niemal niewyczerpalnej, czystej energii.
Granica, której nie dało się obejść
Reaktor EAST, czyli Experimental Advanced Superconducting Tokamak, należy do klasy urządzeń magnetycznego uwięzienia plazmy. W ogromnej, pierścieniowej komorze rozgrzana materia jest utrzymywana w ryzach przez silne pola magnetyczne. Problem w tym, że im większa gęstość plazmy, tym łatwiej o niestabilność, która natychmiast gasi reakcję. Właśnie to opisuje limit Greenwalda - bariera znana fizykom plazmy od dekad.
Chińskim badaczom udało się jednak wyjść poza ten schemat. EAST utrzymał plazmę przy gęstościach od 1,3 do 1,65 raza wyższych niż wspomniany limit, a więc znacznie powyżej swojego typowego zakresu pracy. Kluczowe okazało się precyzyjne sterowanie ciśnieniem paliwa oraz sposobem, w jaki elektrony w plazmie pochłaniały mikrofale.
- Wyniki wskazują na praktyczną i skalowalną ścieżkę rozszerzania limitów gęstości w tokamakach i urządzeniach nowej generacji wykorzystujących plazmę do syntezy jądrowej - podkreślił prof. Ping Zhu z University of Science and Technology of China, współautor badań.
Okej, żeby być rzetelnym, trzeba przyznać, że Chińczycy nie byli pierwsi, podobne bariery były już wcześniej naruszane w Stanach Zjednoczonych. Ale eksperyment w Chinach ma dodatkowy wymiar. Po raz pierwszy udało się osiągnąć tzw. "reżim wolny od gęstości", stan wcześniej znany głównie z teorii. Zgodnie z koncepcją samoorganizacji plazmy i ścian reaktora, odpowiednia równowaga między nimi pozwala zwiększać gęstość bez utraty stabilności.
Fuzja jądrowa od ponad 70 lat pozostaje obietnicą przyszłości
Wciąż zużywa więcej energii, niż produkuje, i nie rozwiąże obecnego kryzysu klimatycznego. Postępy w EAST mają jednak znaczenie dla międzynarodowego projektu ITER, budowanego we Francji przez konsorcjum kilkudziesięciu państw. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, reaktor ten rozpocznie pełnoskalowe eksperymenty fuzyjne w 2039 roku.
Źródło: LiveScience
