Mokslo ir technologijų pasaulis

Būsimos termobranduolinės reakcijos tokamakuose duos gerokai daugiau energijos, nei manyta anksčiau. Tokią netikėtą išvadą padarė šveicarų mokslininkai, aptikę, kad vienas iš postulatų, kuriais rėmėsi reaktorių efektyvumo skaičiavimai, klaidingas. Fizikų grupė nustatė, kad maksimalus įmanomas vandenilio kuro tankis gali būti maždaug dvigubai didesnis už „Grinvaldo ribą“ — eksperimentiškai daugiau nei prieš 30 metų nustatytą rodiklį.

Atradimas, kad termobranduoliniai reaktoriai veikia su gerokai didesniu vandenilio plazmos tankiu, paveiks ir Prancūzijoje pamažu įgyvendinamą ITER projektą, ir jo įpėdinį DEMO, pareiškė vienas iš Physical Review Letters žurnale publikuoto straipsnio autorių, fizikas Paolo Ricci iš Federalinės politechnikos mokyklos Lozanoje École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EFPL).

Mokslininkai ilgiau nei pusšimtį metų stengiasi įvaldyti kontroliuojamą termobranduolinę reakciją, kurioje energija išgaunama, didžiulėje temperatūroje ir slėgyje jungiant atomų branduolius. Vykstant tokiai reakcijai, susidaro daug mažiau radioaktyvių atliekų, nei dabar plačiai naudojamuose reaktoriuose, kuriuose išlaisvinama sunkių atomų branduolių jungytse esanti energija, o neutronų turtingą vandenilio kurą gauti santykinai lengva. Pažanga šioje srityje vyksta, tačiau ekonomiškai atsiperkančių termobranduolinių reaktorių pasirodymo horizontas vis laikosi už 10 ar daugiau metų.

Viena iš mokslininkų sprendžiamų problemų, — plazmos valdymas, kuri, tampa nekontroliuojama, kuro tankiui viršijus tam tikrą reikšmę, rašo Life Science. 1988 metais Martinas Greenwaldas eksperimentiškai nustatė ribinio tankio priklausomybę nuo vidinio tokamako spindulio ir per plazmą tekančios elektros srovės dydžio. Daugiau nei 30 metų ši riba laikyta dėsniu, juo paremti ir ITER projekto skaičiavimai.

Tačiau šveicarų mokslininkai teoriniais ir praktiniais tyrimais priėjo prie išvados, kad didinant termobranduolinės reakcijos galią, plazma gali atlaikyti daug didesnį kuro tankį. Kaip tai paveiks tokamakų veikimą, kol kas neaišku, tačiau straipsnio autorių nuomone, pasekmės bus rimtos. O būtent, termobranduolinius reaktorius bus paprasčiau valdyti.

„Paprasčiau sukurti saugias, tvarias sintezės sąlygas, — sakė Ricci. — Galima paleisti norimą režimą, kad termobranduolinis reaktorius tinkamai veiktų“.

Tos pačios aukštosios mokyklos Lozanoje darbuotojai kartu su pažangaus dirbtinio intelekto kūrėjais iš DeepMind išmokė algoritmą valdyti termobranduoliniame reaktoriuje esančią karštą materiją. Pažangi technologija padės mokslininkams geriau suprasti sintezės fiziką ir priartins švarios ir pigios elektros energijos erą.

hightech.plus