Spiralny reaktor termojądrowy nagrzewa się dwa razy bardziej niż słońce. Największy na świecie stellarator przezwyciężył problem utraty ciepła, który powstrzymuje fuzję jądrową. Jesteśmy o krok bliżej przyszłości niemal nieograniczonej czystej energii.

Fuzja jądrowa to nieograniczona czysta energia

Przyszłość czystej energii, czyli fuzja jądrowa ma miejsce, gdy jądra dwóch atomów łączą się w jedno. To uwalnia ogromną ilość energii — na tyle dużą, aby zasilać Słońce i inne gwiazdy.

Fizycy w Niemczech właśnie znaleźli sposób na zminimalizowanie poważnego problemu utraty ciepła, który nęka reaktory syntezy jądrowej. Gdybyśmy mogli wykorzystać moc syntezy jądrowej na Ziemi, byłby to przełom w walce ze zmianami klimatycznymi.

Odtworzenie fuzji na Ziemi wymaga od naukowców „włożenia słońca do pudełka”. O co chodzi?

Słońce w pudełku

Stellarator to rodzaj reaktora syntezy jądrowej, który wygląda jak ogromny, skręcony i zgnieciony pączek. Cewka magnesów otacza stellarator i wytwarza pola magnetyczne, które kontrolują przepływ plazmy w środku. Wszystko to, aby osiągnąć fuzję atomową.

Fuzja, w przeciwieństwie do spalania paliw kopalnych, nie wytwarza żadnych emisji dwutlenku węgla. Proces ten nie produkuje także odpadów radioaktywnych, tak jak w przypadku standardowych elektrowni jądrowych. Fuzja nie jest także zależna od pogody, tak jak energia słoneczna i wiatrowa.

Fuzja jądrowa może zachodzić tylko w ekstremalnie wysokich temperaturach i przy wysokim ciśnieniu. Laureat Nagrody Nobla, fizyk Pierre-Gilles de Gennes, powiedział kiedyś, że odtworzenie takich warunków na Ziemi wymagałoby od naukowców umieszczenia „słońca w pudełku”.

Naukowcy zaprojektowali kilka różnych „skrzynek” – reaktorów syntezy jądrowej – które mogą stworzyć warunki potrzebne do fuzji. Wymagają jednak więcej energii niż produkują. Dopóki to się nie zmieni, fuzja nie będzie realnym źródłem energii.

Teraz naukowcy są o krok bliżej od rozwiązania tego problemu.

Fuzja jądrowa coraz bliżej

Naukowcy pracujący w Instytucie Maxa Plancka ograniczyli utratę ciepła w największym i najbardziej zaawansowanym stellaratorze na świecie – zwanym Wendelstein 7-X – poprzez optymalizację jego cewki magnetycznej.

W ten sposób byli w stanie ogrzać wnętrze reaktora syntezy jądrowej do prawie 54 milionów stopni Fahrenheita – czyli ponad dwa razy więcej niż w jądrze Słońca. Testy potwierdziły, że ich konstrukcja zminimalizowała utratę ciepła.

– To naprawdę ekscytująca wiadomość dla fuzji, że ten projekt odniósł sukces. To wyraźnie pokazuje, że tego rodzaju optymalizację można przeprowadzić – skomentował przełom Novimir Pablant, znany fizyk jądrowym.

Przy projekcie pomagają także Polacy.

Polski akcent

Na początku grudnia zespół z Politechniki Łódzkiej wygrał grant EUROfusion na opracowanie systemu, który będzie zajmował się kontrolowaniem plazmy.

Świetna wiadomość – wraz z zespołem prof. Dariusza Makowskiego z @p_lodz_pl wygraliśmy grant @FusionInCloseUp i będziemy tworzyć algorytmy sztucznej inteligencji do ochrony reaktora termojądrowego.

— Marcin Jakubowski (@jakmarcin) November 30, 2021

Gratulujemy i czekamy na efekty ciężkiej pracy naukowców.

źródło: Max Planck Institute of Plasma Physics

___
fuzja jądrowa

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.