O krok bližšie k čistej a neobmedzenej energii: Vedci zistili, koľko paliva treba presne pridať do jadrovej fúzie
Výskumníci z PPPL v rámci novej štúdie posúvajú stabilnú fúziu o krok bližšie k realite.
Jadrová fúzia opisuje fyzikálny proces, pri ktorom sa spájajú menšie atómy do väčších. Tento proces prebieha v srdci väčšiny hviezd, čím vzniká obrovské množstvo energie, ktorej časť dostáva aj naša Zem a kvôli ktorej je život na planéte možný.
Jadroví fyzici sa pokúšajú ovládnuť proces fúzie, pretože ide o čistý spôsob výroby takmer neobmedzenej energie. Na svete dnes existuje niekoľko rôznych konceptov fúznych reaktorov, no aj napriek tomu, že sa nám podarilo fúziu dosiahnuť, experimenty nedokázali trvať tak dlho, aby priniesli komerčne výhodné výsledky. Problémom je, že jadrovú fúziu môže ukončiť aj malá fluktuácia vo vnútri reaktora.
Výskumníci z PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory) vo svojej novej štúdii zisťovali, koľko paliva môžu do fúznej reakcie pridať, aby dosiahli čo najväčšiu stabilitu reakcie. V rámci práce odhalili maximálnu hustotu nenabitých, teda neutrálnych častíc v plazme predtým, ako sa plazma ochladí a nestability v rámci nej sa už nedajú ďalej predvídať. Zisťovali to v rámci experimentálneho reaktora Lithium Tokamak Experiment-Beta, skrátene LTX-β.
Ide o reaktor, ktorý udržiava plazmu v komore, ktorá má tvar donutu, sladkého pečiva s dierou uprostred. Tokamaky sa považujú za špecifické fúzne reaktory. Ich vnútorné steny môžu byť takmer celé pokryté lítiom, čo od základov zmení spôsob, ako sa vnútorná stena reaktora správa. Lítium je látka, ktorá si dokáže udržať vysoké percento atómov vodíka, ktoré vychádzajú z plazmy. Bez lítia by sa oveľa viac atómov vodíka odrazilo od stien a vrátilo by sa späť do plazmy.
Krok vpred k stabilnejšej jadrovej fúzii
Začiatkom tohto roka výskumníci zistili, že lítium pomáha udržiavať okraje plazmy horúce, čím prispieva k jej stabilite. Zároveň vďaka nemu môžu vedci vytvoriť väčší objem plazmy.
Neprehliadnite
“V rámci našej práce sa pokúšame demonštrovať, že stena pokrytá lítiom môže dovoliť vytvoriť menší fúzny reaktor, čo sa zas pretaví do väčšej energetickej hustoty. V konečnom dôsledku náš výskum môže viesť k ekonomicky výhodnému fúznemu energetickému zdroju, ktorý svet potrebuje,” vyjadril sa Richard Majeski, vedúci programu LTX-β.
Autori zverejňujú ďalšie pokroky, ktoré lepšie vysvetľujú vzťah medzi palivom pre plazmu a stabilitou plazmy. Ako sme už spomenuli, nové poznatky lepšie vysvetľujú maximálnu hustotu neutrálnych častíc na hraniciach plazmy, než sa začnú jej okraje ochladzovať a vznikajú problémy so stabilitou. Zistili, že môžu znížiť šance na vytvorenie určitých nestabilít tým, že hustotu častíc udržia pod hodnotou 1 x 10(19) m(-3). Ide o prvýkrát, čo vedci vytvorili takúto hranicu pre reaktor LTX-β.
Výskumníci sa zároveň pokúšajú preukázať, že lítium je ideálny materiál pre vytvorenie náteru na vnútornej strane reaktora. Práca na projekte pokračuje. Výskumníci posúvajú stabilnú jadrovú fúziu bližšie k realite a uvidíme, čo ich práca prinesie do budúcnosti.
Komentáre