Pasauli, pasiruošk! Branduolinės sintezės reaktorius jau visai arti realybės

Tyrimui vadovavo mokslininkai iš Masačusetso technologijos instituto (MIT), bendradarbiaudami su Kalifornijos universitetu,  „General Atomics“ bei Princtono fizikos laboratorija.

Kad branduolinė sintezė veiktų, deuterio atomai turi „sulipti“ ir sudaryti helį perkaitintoje plazmoje, kurios temperatūra siekia maždaug 100 mln laipsnių Celsijaus. Tokią aukštą temperatūrą išlaikyti labai sunku, dėl plazmoje vykstančios turbulencijos. Jos dėka yra išsklaidoma šiluma – susikuria „šilumos nuostolis“.

Iki šiol niekam nėra pavykę sumodeliuoti, kaip ši turbulencija vyksta. Todėl tai dažnai įvardijama „didžiąja branduolinės sintezės problema“. Tačiau šiame naujausiame tyrime mokslininkams pagaliau pavyko pasiekti šį tiksla. Naudodami superkompiuterį jie sėkmingai imitavo turbulenciją tokamake – eksperimentinio tipo branduolinės sintezės reaktoriuje.

Labiausiai mokslo pasaulį nustebinęs šio tyrimo atradimas buvo turbulencijos dvilypiškumas. Ji, pasirodo, gali būti dviejų formų – elektronų lygmenyje ir 60 kartų stipresnė jonų lygmenyje. Tai sukuria neatitikimus tarp teorinių modelių ir realių eksperimentų. Tačiau antroji MIT absolvento Ruiz Ruiz atlikta studija visas abejones išsklaidė. Joje pateikti tiesioginiai įrodymai apie elektronų lygmenyje vykstančią turbulenciją.

Perpratus jos veikimą, galima išmokti ją kontroliuoti, o tuo pačiu ir valdyti visus branduolinės sintezės procesus.

Mokslininkai anksčiau manė, kad jonų lygmenyje vykstanti turbulencija smarkiai prasilenkia su elektronais, tačiau tyrimai atskleidė, kad iš tiesų jie glaudžiai sąveikauja.

Tikimasi, kad šie atradimai nulems tikslesnių modelių sukūrimą, kurie mus priartins prie realių branduolinės sintezės reaktorių.