Chinom udało się utrzymać swoje „sztuczne słońce” przez prawie 18 minut



Chińskie „sztuczne słońce”, Experimental Advanced Superconducting Tokamak („EAST”), osiągnęło znaczący kamień milowy, utrzymując pracę w stanie ustalonym z wysoce ograniczoną plazmą przez 1066 sekund w dniu 20 stycznia 2025 r., przekraczając poprzedni rekord 403 sekund ustanowiony w 2023 roku. Przełom ten jest postrzegany jako kluczowy krok w kierunku rozwoju energii termojądrowej, która obiecuje praktycznie nieograniczone i „czyste” źródło energii.

Istnieją dwie reakcje jądrowe, które uwalniają duże ilości energii i mogą być potencjalnie wykorzystane do generowania energii elektrycznej: Rozszczepienie jądrowe i fuzja jądrowa. Rozszczepienie jądra atomowego jest często wykorzystywane w reaktorach jądrowych do generowania ciepła, które wytwarza parę napędzającą turbinę i generującą energię elektryczną. Reakcje rozszczepienia jądrowego są również wykorzystywane do generowania mocy wybuchowej bomb jądrowych.
 
Fuzja jądrowa znajduje się w fazie eksperymentalnej od ponad 70 lat. W reakcji rozszczepienia jądra atom ciężki rozpada się na dwa atomy lekkie. W przypadku fuzji jądrowej jest odwrotnie. Podczas fuzji dwa lekkie atomy łączą się, tworząc większy atom.

„Sztuczne słońce” to gigantyczne urządzenie do syntezy jądrowej, które generuje energię poprzez proces fuzji podobny do tego zachodzącego na Słońcu. Wykorzystuje ono jądra atomowe do przekształcania dużych ilości energii w energię elektryczną poprzez łączenie atomów wodoru w hel. Reaktory fuzji jądrowej są również nazywane „sztucznymi słońcami”, ponieważ generują energię w podobny sposób jak Słońce. Ciśnienie na Słońcu jest znacznie wyższe niż na Ziemi, więc naukowcy kompensują to stosując temperatury, które są wielokrotnie wyższe niż na Słońcu.
 
Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termojądrowy („ITER”) we Francji jest największym na świecie projektem „sztucznego słońca”, globalną współpracą 35 krajów, w tym Chin, które są odpowiedzialne za rozwój i produkcję całego systemu nośników magnesów. Ważący ponad 1600 ton magnetyczny system nośny jest kluczowym strukturalnym elementem bezpieczeństwa ITER, a jego dostawa oznacza zakończenie fazy rozwoju i produkcji magnetycznego systemu nośnego w ramach projektu ITER. ITER został zaprojektowany do generowania 500 megawatów energii termojądrowej w sposób ciągły przez co najmniej 400 sekund z 50 megawatów mocy grzewczej, co czyni go „bezemisyjnym” źródłem energii. Jest to eksperymentalny instrument zaprojektowany do generowania trwałej fuzji jądrowej do celów badawczych, ale może również utorować drogę dla elektrowni termojądrowych. Według Live Science, zostanie on uruchomiony najwcześniej w 2039 roku.

W kwietniu 2023 r. Chińska Akademia Nauk napisała, że jedno z chińskich „sztucznych słońc”, Experimental Advanced Superconducting Tokamak („EAST”), osiągnęło stan ustalony plazmy o wysokim stężeniu przez 403 sekundy, zapewniając ważną podstawę eksperymentalną dla działania ITER.
 
Teraz poinformowano, że naukowcy z EAST pobili swoje poprzednie rekordy, uruchamiając swój napęd fuzyjny na 1066 sekund, czyli prawie 18 minut, w dniu 20 stycznia 2025 roku. Zespół EAST, kierowany przez naukowców z Instytutu Fizyki Plazmy („ASIPP”) i Instytutu Nauk Fizycznych w Hefei („HFIPS”), osiągnął ten przełom, ulepszając swój system grzewczy, który może teraz dorównać mocy 140 000 jednocześnie włączonych kuchenek mikrofalowych.

Według fizyka jądrowego Song Yuntao z ASIPP w Chińskiej Akademii Nauk, osiągnięcie stabilnej pracy z wysoką wydajnością przez tysiące sekund ma kluczowe znaczenie dla sukcesu urządzeń termojądrowych i ciągłego wytwarzania energii w przyszłych elektrowniach termojądrowych. EAST jest jednym z kilku reaktorów fuzji jądrowej opracowywanych w celu generowania praktycznie nieograniczonych ilości „czystej” energii. Symuluje on sposób, w jaki Słońce generuje energię poprzez zderzanie atomów wodoru z niewiarygodną prędkością i pod ogromnym ciśnieniem. Reaktor wykorzystuje wysoce skoncentrowaną plazmę (zaprojektowaną tak, aby plazma paliła się nieprzerwanie przez długi czas), lepszą metodę wychwytywania gazu i pola magnetyczne, aby stworzyć warunki do fuzji jądrowej. Od czasu uruchomienia reaktora w 2006 roku poczyniono stałe postępy w zwiększaniu temperatury i stabilności plazmy.

Reaktory z magnetycznym zamknięciem nigdy nie osiągnęły zapłonu, czyli punktu, w którym fuzja jądrowa generuje własną energię i podtrzymuje własną reakcję, ale nowy rekord jest uważany za postęp. W 2022 r. reaktor termojądrowy w amerykańskim National Ignition Facility na krótko osiągnął zapłon w rdzeniu przy użyciu innej metody eksperymentalnej niż EAST, która polegała na szybkich wybuchach energii. Niemniej jednak reaktor jako całość zużył więcej energii niż zgromadził.

Naukowcy pracują nad fuzją jądrową od ponad 70 lat. Przed w pełni funkcjonalnym reaktorem termojądrowym jest jeszcze długa droga do podłączenia go do sieci energetycznej. Osiągnięcie EAST jest jednak postrzegane jako zachęcający postęp technologiczny i stanowi kolejny dowód na to, że fuzja jądrowa może pewnego dnia stać się realnym źródłem energii.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl