Nemci rozsvietili svoje umelé Slnko. Reaktor Wendelstein 7-X prekonáva rekordy, predbehol aj Tokamaky
Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka hlásia rekordný úspech reaktora Wendelstein 7-X.
Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka predstavujú nový rekord pre ich experimentálny fúzny reaktor Wendelstein 7-X. Reaktoru sa podarilo dosiahnuť rekordný výsledok v kľúčovom parametri fyziky jadrovej fúzie, ktorý nazývame trojitý súčin. Hodnota trojitého súčinu momentálne prekonáva predchádzajúce rekordy z tokamakov.
Wendelstein 7-X je typ fúzneho reaktora, ktorý nazývame stellarator. Ide o jeden z najsľubnejších konceptov pre jadrovú fúziu. Výskumníci veria, že v budúcnosti by stellarator Wendelstein 7-X mohol spájať jadrá ľahších prvkov a vytvárať pomocou tohto procesu energiu.
Výskumníci ale vysvetľujú, že jadrová fúzia musí prebehnúť v plazme, čo je horúci plyn ionizovaných častíc, ktorý má teplotu desiatok miliónov stupňov Celzia. Stellarator reaktory využívajú magnetické uväznenie na udržanie plazmy, ktorá prúdi vo vnútri vákuovej komory tvarom pripomínajúcej donut.
Na ceste k jadrovej fúzii
Reaktoru sa podarilo prelomiť rekord v rámci kampane OP 2.3, ktorá sa skončila 22. mája. Ako sme už spomenuli na začiatku, výskumníkom sa podarilo dosiahnuť rekordnú hodnotu trojitého súčinu počas dlhých výbojov plazmy. Rekord sa podarilo dosiahnuť počas posledného dňa kampane. Výskumníkom sa podarilo dosiahnuť novú najvyššiu hodnotu trojitého súčinu po dobu 43 sekúnd. Vďaka tomu reaktor Wendelstein 7-X (W7-X) prekonal aj najlepšie výskumy Tokamak reaktorov.
Tokamaky sú iné typy fúznych reaktorov, ktoré ale využívajú rovnaký proces magnetického uväznenia plazmy. Sú však jednoduchšie a tým pádom pre mnohých aj lepšou voľbou. Donedávna držal rekord za najväčšiu hodnotu trojitého súčinu japonský Tokamak JT60U a európsky Tokamak JET.
Neprehliadni
“Prekonanie nového rekordu je naozaj obrovský úspech, na ktorom sa podieľal medzinárodný tím výskumníkov. Naša kampaň obdivuhodne demonštrovala potenciál reaktora W7-X prekonaním súčasných rekordov pre trojitý súčin. Tento úspech predstavuje mimoriadne dôležitý rekord, ktorý nás môže dostať ku komerčne realizovateľnému fúznemu reaktoru,” hovorí doktor Thomas Klinger, jeden z autorov výskumu.
Nový rekord sa výskumníkom podarilo dosiahnuť vylepšením procesu, ktorý dodáva zmrazený vodík do plazmy. Vďaka tomuto procesu môže plazma pracovať dlhodobo za prítomnosti dopĺňajúceho sa paliva.
Počas rekordného experimentu výskumníci dodali do plazmy približne 90 peliet zamrznutého vodíka. Každá mala priemer približne jeden milimeter. Výskumníci dodali pelety do reaktora počas 43 sekúnd, zatiaľ čo silné mikrovlny zohrievali plazmu. Autori štúdie vysvetľujú, že sa vyžadovala mimoriadne jemná koordinácia medzi zohrievaním plazmy a pridávaním peliet. To zaistilo optimálnu rovnováhu medzi ohrevom a dodávaním paliva.
Cieľom bolo ovládať injektor peliet prostredníctvom meniacich sa predprogramovaných pulzov. Ako autori štúdie vysvetľujú, išlo o schému, ktorú sa im podarilo vykonať s extrémnou presnosťou. Tento proces je zároveň priamo relevantný pre budúce fúzne reaktory. Výskumníci zároveň tvrdia, že ide o najsľubnejšiu metódu, ako dostať plazmu na potrebné teploty, relevantné pre jadrovú fúziu.
Rekordné teploty, spolu s výsledkami
V poslednom experimente výskumníci dosiahli teplotu plazmy vyššiu ako 20-miliónov stupňov Celzia. V najhorúcejšom bode dosiahla až závratných 30-miliónov stupňov. Výskumníci budú pokračovať s experimentami aj naďalej a veria, že sa im podarí v budúcnosti prelomiť aj ďalšie rekordy. Práve poskytovanie stále lepších a lepších výsledkov je spôsob, ako môžeme dostať jadrovú fúziu bližšie k realite.
Jadrová fúzia je podľa mnohých expertov našou najlepšou nádejou pre čistý a prakticky neobmedzený zdroj energie. Momentálne existuje niekoľko experimentálnych fúznych reaktorov, no všetky čelia rovnakému problému. Na spoľahlivú jadrovú fúziu sa vyžaduje dlhodobá stabilita plazmy, no tú je mimoriadne náročné dosiahnuť. Aj malá nestabilita v reaktore prakticky okamžite ukončí jadrovú fúziu.
Fúzna elektráreň by mala pracovať spoľahlivo a mala by generovať viac energie, než sa vloží do procesu začatia fúzie. Toto sú hlavné oblasti, na ktorých musia výskumníci ešte popracovať.
Komentáre