Često nazivan i „veštačko Sunce“, kineski reaktor za nuklearnu fuziju probio je važnu granicu u fuziji ispaljivanjem plazme izvan uobičajenog operativnog opsega, čime je unapredio iovako spor napredak čovečanstva ka gotovo neograničenoj čistoj energiji.
Eksperimentalni napredni superprovodnički tokamak (EAST) održao je plazmu – visokoenergetsko četvrto agregatno stanje materije – stabilnom pri ekstremnim gustinama, što se ranije smatralo velikom preprekom u razvoju nuklearne fuzije, navodi se u saopštenju Kineske akademije nauka.
„Ovi nalazi ukazuju na praktičan i skalabilan put za proširenje granica gustine u tokamacima i fuzionim uređajima sledeće generacije sa zapaljenom plazmom“, rekao je koautor studije Ping Džu, profesor na Fakultetu za elektrotehniku i elektronsko inženjerstvo Univerziteta nauke i tehnologije Kine.
Nuklearna fuzija nudi potencijal gotovo neograničene čiste energije, odnosno energije bez velike količine nuklearnog otpada ili emisija gasova sa efektom staklene bašte koje nastaju sagorevanjem fosilnih goriva. Novi nalazi, objavljeni u časopisu Science Advances, mogli bi da približe čovečanstvo otključavanju ovog izvora energije.
Međutim, tehnologija nuklearne fuzije razvija se već više od 70 godina i još je u velikoj meri eksperimentalna nauka, pri čemu reaktori obično troše više energije nego što proizvode.
Fuzioni reaktori su projektovani da spoje dva laka atoma u jedan teži atom pomoću toplote i pritiska. Na taj način rekreiraju procese koji se dešavaju na Suncu. Međutim, Sunce ima daleko veći pritisak nego reaktori na Zemlji, pa naučnici to nadoknađuju zadržavanjem vrele plazme na temperaturama znatno višim od sunčevih.
Kineski EAST je reaktor sa magnetnim zadržavanjem, odnosno „tokamak“, osmišljen da održava kontinuirano sagorevanje plazme tokom dužih perioda. Reaktor zagreva plazmu i zadržava je unutar komore u obliku krofne koristeći snažna magnetna polja. Tokamak reaktori još nisu dostigli paljenje fuzije – tačku u kojoj fuzija postaje samoodrživa – ali je reaktor EAST povećavao vreme tokom kog može da održava stabilnu, snažno ograničenu, petlju plazme.
Jedna od prepreka za istraživače fuzije je granica gustine poznata kao Grinvaldova granica, iznad koje plazma obično postaje nestabilna. Ova granica predstavlja problem jer, iako veće gustine plazme omogućavaju češće sudare atoma i time smanjuju energetski trošak paljenja, nestabilnost prekida fuzioni proces.
Da bi prevazišli Grinvaldovu granicu, kineski naučnici pažljivo su upravljali interakcijom plazme sa zidovima reaktora kontrolišući dva ključna parametra pri pokretanju reaktora: početni pritisak gorivog gasa i grejanje putem elektronske ciklotronske rezonance, odnosno frekvenciju pri kojoj elektroni u plazmi apsorbuju mikrotalase. Time je plazma ostala stabilna pri ekstremnim gustinama od 1,3 do 1,65 puta iznad Grinvaldove granice, što je znatno više od uobičajenog operativnog opsega tokamaka od 0,8 do 1.
Simptom/Nedeljnik