Fuzijska moč je že skoraj stoletje vroče sanje znanstvenikov, okoljevarstvenikov in futuristov. Zadnjih nekaj desetletij so znanstveniki poskušali najti način za ustvarjanje trajnostnih fuzijskih reakcij, ki bi ljudem zagotovile čisto, obilno energijo, ki bi končno prekinila našo odvisnost od fosilnih goriv in drugih nečistih metod.
V zadnjih letih je bilo narejenih veliko pozitivnih korakov, ki približujejo »dobo fuzije« realnosti. Pred kratkim so znanstveniki, ki so sodelovali z Eksperimentalni napredni superprevodni tokamak (VZHOD) – aka. »Kitajsko umetno sonce« – postavilo nov rekord s pregrevanjem oblakov vodikove plazme na več kot 100 milijonov stopinj – temperatura, ki je šestkrat bolj vroča od samega Sonca!
Medtem ko so znanstveniki sposobni zliti atome vodika za proizvodnjo energije, je kamen spotike vedno dosegel tisto, kar je znano kot »točka preloma«. Tukaj je energija, ki jo proizvede samovzdržna fuzijska reakcija, enaka energiji, ki je potrebna za njeno sprožitev. In čeprav te točke še nismo dosegli, so znanstveniki ves čas bližje.
Temperatura elektronov plazme je bila leta 2018 dosežena nad 100 milijonov stopinj na VZhodu. Zasluge: ekipa EAST
Trenutno sta dve najbolj priljubljeni metodi za proizvodnjo fuzijske moči pristop inercialne konfinacije in reaktor tokamak. V prvem primeru se laserji uporabljajo za taljenje peletov devterija (H² ali 'težki vodik'), da se ustvari fuzijska reakcija. Pri slednjem postopek vključuje zaprto komoro v obliki torusa, ki uporablja magnetna polja in notranji tok za omejevanje visokoenergijske plazme.
S pregrevanjem te plazme in ohranjanjem njene stabilnosti se lahko ustvari samovzdržna fuzijska reakcija. Medtem ko se drugi tokamak reaktorji zanašajo na magnetne tuljave, da ohranijo plazemski torus stabilen, se kitajski reaktor EAST zanaša na magnetna polja, ki jih proizvaja sama premikajoča se plazma, da vzdržuje torus pod nadzorom. Zaradi tega je manj stabilen, vendar omogoča fizikom, da povečajo raven toplote.
Po štirimesečni kampanji je znanstveni ekipi EAST uspelo integrirati štiri vrste ogrevalne moči, da bi dosegla nov temperaturni rekord. Ti so vključevali ogrevanje z nižjimi hibridnimi valovi, ogrevanje z elektronskim ciklotronskim valovom, ionsko ciklotronsko resonančno ogrevanje in ogrevanje z nevtralnimi snopi. S temi kombiniranimi metodami je bil optimiziran profil gostote toka v plazmi.
Ko je znanstveni ekipi uspelo optimizirati spajanje štirih različnih tehnik ogrevanja, so lahko ustvarili oblak nabitih delcev, ki so vsebovali elektrone, segrete na več kot 100 milijonov °C. Prav tako so presegli raven vbrizgane moči 10 megavatov (MW) in povečali shranjeno energijo v plazmi na 300 kilojoulov (kJ).
Razširitev scenarija delovanja EAST v letu 2018 s primerjavo njegovega povečanega faktorja zadrževanja energije z osnovnim scenarijem ITER. Zasluge: EAST Team
To ni prvič, da so znanstveniki pri CASHIPS poročali, da so dosegli mejnik fuzije. V 2016 , je ekipa objavila, da so proizvedli vodikov plin, ki je bil trikrat bolj vroč od Sončevega jedra (približno 50 milijonov °C; 90 milijonov °F), in so lahko vzdrževali to temperaturo rekordnih 102 sekundah.
S tem najnovejšim poskusom ekipa EAST ni le podvojila temperaturo plazemskega torusa (postavila nov rekord), ampak jim je uspelo rešiti tudi številne težave, ki so ključnega pomena za doseganje stabilnega delovanja. Na primer, rešili so omejevanje delcev in izpušnih plinov, katerih čas mora biti ravno pravi, da se ohrani trajna fuzijska reakcija.
Eksperiment je zagotovil tudi ključne podatke za validacijo modelov toplotnih izpušnih, transportnih in trenutnih pogonskih modelov, ki bodo vsi ključni za realizacijo več velikih fuzijskih projektov. Ti vključujejo Mednarodni termonuklearni eksperimentalni reaktor (ITER), Kitajski preskusni reaktor za fuzijsko inženirstvo (CFETR) in DEMONSTRACIJA elektrarne (DEMO).
Prvotno zgrajen leta 2006, EAST je postal popolnoma odprt preskusni objekt, ki svetovni znanstveni skupnosti omogoča izvajanje operacij v stabilnem stanju in raziskav fizike. In glede na to, da je ekipi EAST ponovno uspelo ustvariti temperaturne razmere, ki so precej višje od Sonca, se vzdevek 'Kitajsko umetno sonce' skoraj ne zdi pretiran!
Bliža se doba čiste energije in niti za trenutek prehitro!
Nadaljnje branje: Inštitut za fiziko Hefei , Znanstveno opozorilo