Artėjame prie grandiozinės revoliucijos energetikoje: reaktoriuje pasiekta 100 mln. laipsnių temperatūra ir dar geresnė plazma

Mokslininkai, dirbantys su KSTAR, pasiekė tikslą, kad 100 mln. °C (180 mln. °F) plazma išsilaikytų 20 sekundžių 2020 m. pabaigoje.

Per pastaruosius metus jie stengėsi pratęsti trukmę, taip pat siekti geresnės plazmos. Kaip rašoma „Nature“, dabar jie gali tai padaryti su mažesniu nestabilumu ir mažiau priemaišų. Tai labai svarbu, nes abu dalykai turi įtakos reaktoriaus ir jame esančios plazmos ilgaamžiškumui.

„Branduolinė sintezė yra viena patraukliausių alternatyvų nuo anglies priklausomiems energijos šaltiniams. Tačiau branduolių sintezės energijos panaudojimas didelio reaktoriaus mastu vis dar kelia daug mokslinių iššūkių, nepaisant daugelio metų tyrimų ir nuolatinės pažangos magnetinio uždarymo metodų srityje“, – rašė mokslininkai.

„Moderniausi magnetinės sintezės įrenginiai dar negali pasiekti tvaraus sintezės efektyvumo, kuriam reikalinga labai aukšta temperatūra, ir pakankama nestabilumo kontrolė, kad būtų užtikrintas pastovus veikimas dešimtimis sekundžių.“

Branduolio sintezė sukuriama imituojant tai, kas vyksta Saulės centre. Vandenilio atomai susilieja, kad susidarytų helis ir generuotų daug energijos bei greitų neutronų. Šie greitieji neutronai, išlaisvinti reakcijos metu, atsitrenkia į reaktoriaus sienas, sukurdami šilumą, kurią galima panaudoti elektros gamybai.

Tačiau plazmai reikia daug aukštesnės temperatūros nei Saulės centras, nes jos nespaudžia gravitacija. Plazmą taip pat turi sulaikyti stiprūs magnetiniai laukai. Tai daryti ilgą laiką aukštoje temperatūroje lengviau pasakyti nei padaryti.

Šio darbo naujovė kyla iš izoliavimo metodo. Grupė aptaria, kaip jie sumaniai sujungė du skirtingus anksčiau nustatytus plazmos uždarymo metodus, pasinaudodami kiekvieno iš jų pranašumais ir pasiekdami 20 mln. °C (36 mln. °F) temperatūrą.

Proveržis galėtų būti panaudotas ITER – Prancūzijoje statomame pilno masto branduolių sintezės reaktoriuje. Tikimasi, kad ITER parodys, kaip veiks komercinė branduolių sintezės jėgainė, atversdama kelią šiai energijos revoliucijai.