Fuzja jądrowa: Chińskie "sztuczne słońce" ustanowiło nowy rekord



Naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy Akademii Chińskiej pod auspicjami Nauk twierdzą, że ich "sztuczne słońce" pobiło światowy rekord w dziedzinie plazmy zamkniętej. Fuzja jądrowa, często uważana za Świętego Graala w produkcji energii elektrycznej, obejmuje ten sam proces, który wytwarza energię słoneczną: połączenie dwóch jąder atomowych wodoru w celu utworzenia helu. W przeciwieństwie do rozszczepienia jądra atomowego, które wiąże się z nieodłącznym ryzykiem stopienia się jądra, fuzja jest znacznie czystsza i bezpieczniejsza, ponieważ w procesie nie powstają gazy cieplarniane ani odpady jądrowe, a paliwo wodorowe wykorzystywane w tym procesie jest dostępne w praktycznie nieograniczonej ilości.

Od ponad 60 lat fizycy na całym świecie próbują zbudować działający reaktor fuzji jądrowej, aby wykorzystać to rewolucyjne źródło energii, ale sukces zawsze im umykał. Jedną z największych przeszkód do pokonania jest rozpraszanie intensywnego ciepła powstającego podczas reakcji fuzji. Dzieje się tak dlatego, że aby połączyć dwa jądra atomowe wodoru w nowe jądro, wodór musi najpierw zostać przekształcony w plazmę, do czego potrzebna jest temperatura około 100 milionów stopni Celsjusza.

Ten fizyczny kamień milowy jest ogromnie ważny, ponieważ atomy wodoru mogą się łączyć tu na Ziemi tylko przy tak ekstremalnym cieple. W ostatnich latach naukowcy i coraz większa liczba nowych firm próbowali przybliżyć świat do fuzji jądrowej - ale rzeczywistość jest znacznie mniej imponująca, a drogie reaktory wciąż potrzebują znacznie więcej energii do uruchomienia niż są w stanie wygenerować.

Teraz Chiny twierdzą, że pobiły rekord świata w najdłuższej reakcji plazmy zamkniętej w Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), znanym również jako "sztuczne słońce". Naukowcy twierdzą, że utrzymywali ultra gorącą plazmę przez 403 sekundy za pomocą swojego reaktora EAST, bijąc poprzedni rekord 101 sekund ustanowiony w 2017 roku. Mają nadzieję, że w ten sposób udało im się przyczynić do kolejnego znaczącego kroku w kierunku wydajnej fuzji jądrowej.

Chociaż w przeszłości innym tokamakom udało się utrzymać stabilną plazmę przez dłuższy czas, chińscy badacze twierdzą, że różnica polega na tym, że w ich przypadku plazma jest lepiej ograniczona polem magnetycznym. "Główne znaczenie tego nowego przełomu leży w jego 'high confinement mode', w którym temperatura i gęstość plazmy znacznie wzrasta" - powiedział SCMP w oświadczeniu Song Yuntao, dyrektor Instytutu Fizyki Plazmy i jeden z naukowców zaangażowanych w EAST. Tokamak to najbardziej zaawansowana konstrukcja magnetycznej klatki plazmy termojądrowej. W tokamaku gazowy wodór jest wystawiony na działanie intensywnego ciepła i wysokiego ciśnienia, aż zamieni się w plazmę gorętszą niż jądro Słońca, tworząc idealne środowisko dla fuzji jądrowej. Silne pola magnetyczne ograniczają tę plazmę tak, że nie może ona dotknąć ścian i utrzymać reakcji, co wymaga precyzyjnej kontroli i wysokiego ciśnienia.

Tokamaki są uważane przez wiele krajów za naszą najlepszą szansę na fuzję jądrową, ale utrzymanie plazmy często wymaga ilości energii przekraczającej to, co może zapewnić reakcja fuzji, co czyni je niekwalifikującymi się do wytwarzania energii. Z tego powodu obecnie trwa wyścig o wydłużenie czasu trwania plazmy i poprawę wydajności tokamaków, aby produkowały więcej energii niż potrzebują.

W globalnym wyścigu w dziedzinie fuzji jądrowej trudno o rekordy - Chiny twierdzą, że najdłuższy czas utrzymywania się wysokotemperaturowej plazmy wynosi około 17 minut, Niemcy - że najdłuższa reakcja wytwarza gigadżul energii, a USA - że pierwsza dodatnia produkcja energii netto z reakcji fuzji jądrowej. Jeśli więc zastanawiasz się, dlaczego co kwartał bije się nowy rekord, to dlatego, że istnieje w zasadzie wiele różnych "dyscyplin".

---

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