Stellarator to urządzenie, służąca do wytwarzania plazmy i przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej bez wykorzystania prądu. Obecnie trwają prace usprawniające, których efektem ma być budowa elektrowni jądrowej opartej na tej technologii.  

Czym jest stellarator?

Nazwa stellaratora wywodzi się od łacińskiego słowa stella (gwiazda). Jest to nawiązanie do procesu fuzji termojądrowej zachodzącego w kosmosie. Stellarator to urządzenie otoczone specjalnymi cewkami schłodzonymi do temperatury bliskiej zera, które wytwarzają pole magnetyczne niezbędne do uzyskania plazmy w komorze. Aby doszło do syntezy potrzebna jest temperatura powyżej 100 milionów stopni Celsjusza. 

W odróżnieniu od znacznie starszych tokamaków (podobne urządzenie opracowane w ZSRR w latach 50.), stallarator stabilizuje się sam, bez konieczności użycia prądu. Co więcej nie powoduje powstawania radioaktywnych odpadów. Celem prowadzonych badań nad syntezą jądrową jest stworzenie przyjaznej dla klimatu i środowiska elektrowni, która podobnie jak słońce miałaby generować energię tworząć lekkie jądra atomowe. 

W 2004 roku niemiecka firma rozpoczęła budowę nowego stellaratora Wendelstein 7-X, który obecnie jest najsilniejszym tego typu urządzeniem na świecie. W międzynarodowy projekt nad usprawnieniem urządzenia byli zaangażowani Polacy, którzy konsultowali m.in.system wstrzeliwania izotopów wodoru, deuteru lub trytu do gorącej plazmy wodorowej.

Energia termojądrowa

Przyszłość energetyki jądrowej?

Badania w tym sektorze nadal trwają. W 2023 roku badaczom udało się utrzymać proces fuzji przez rekordowe 8 minut oraz osiągnąć moc wyjściową urządzenia wynoszącą 1,3 gigadżula. Przez ostatnie kilka miesięcy trwa praca nad wzbogacaniem stellaratora o dodatkowe moduły, które mają pozwolić na wydajniejsze zarządzanie jego pracą. Wyposażono urządzenie w żyrotron, dodatkowy element grzewczy, który może dostarczyć do plazmy ponad megawat energii w postaci mikrofal oraz wytryskiwacz granulek, za pomocą którego do plazmy pod wysokim ciśnieniem wstrzykiwany jest zamrożony wodór.

Wprowadzono również instrumenty pomiarowe, które po raz pierwszy pozwolą na obserwację turbulencji w plazmie. To ważny aspekt badań ponieważ nawet niewielkie zawirowania mają wpływ na skuteczność pola magnetycznego plazmy. Ostatecznym celem eksperymentu jest poznanie tajników reakcji, którą można będzie wykorzystać na potrzeby sektora termojądrowego.

– Będziemy mogli po raz pierwszy sprawdzić, czy obiecujące przewidywania dla całkowicie zoptymalizowanego stellaratora są poprawne. W porównaniu z poprzednimi urządzeniami, usprawniony Wendelstein 7-X ma zapewnić zupełnie nowe, być może nawet lepsze warunki – mówi prof. Thomas Klinger kierujący projektem usprawniania stellaratora. 

Zobacz też: Pierwsza udana fuzja jądrowa. USA ogłosiły historyczny przełom dla przyszłości czystej energii. Czy słusznie? 

Źródła: ifiplm.pl, chip.pl

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.