Naukowcy z europejskiego konsorcjum EUROfusion, w którym uczestniczą także Polacy, wytworzyli stabilną plazmę, uzyskując 59 megadżuli energii w największym na świecie obiekcie syntezy jądrowej – tokamaku JET w Wielkiej Brytanii. O ważnym kroku ku praktycznemu wykorzystaniu syntezy jądrowej poinformowały w środę jednostki uczestniczące w badaniach.
Nowe osiągnięcie uzyskano w ramach kampanii eksperymentalnej EUROfusion. Jej celem jest weryfikacja 20-letnich efektów badań syntezy jądrowej i przygotowanie do rozpoczęcia innego, międzynarodowego projektu – ITER.
Fuzja termojądrowa to proces, który „zasila” gwiazdy, takie jak nasze Słońce. Z fizycznego punktu widzenia jest ona procesem połączenia dwóch atomów, np. deuteru z deuterem albo deuteru i trytu, które tworzą inny atom – hel, a przy okazji wydziela się energia. Ponieważ jądra atomów mają ładunek dodatni, odpychają się. Do zderzenia można je jednak zmusić, np. kompresując plazmę impulsem laserowym albo rozpędzając atomy przez podgrzewanie gazu do bardzo wysokiej temperatury, sięgającej 80 albo 100 mln stopni. Im większa temperatura, tym większa jest prędkość i szansa, że atomy zdążą się zderzyć.
Plazmę można podgrzewać mikrofalami, przepuszczając przez nią prąd, albo za pomocą iniektorów, wstrzeliwujących w obszar plazmy rozpędzoną wiązkę atomów deuteru. Po podgrzaniu, plazma zaczyna produkować energię. Podobnie jak w elektrowni węglowej czy atomowej, ciepło odbierane jest za pomocą wody, którą podgrzewa – albo zamienia w parę.
Fuzję można przeprowadzać w różnych urządzeniach, stellaratorach lub tokamakach, w których główna komora ma kształt torusa. Odbywa się ona w specjalnym zbiorniku, w którym panuje bardzo niskie ciśnienie. Plazma jest tak gorąca, że nie może mieć bezpośredniego kontaktu ze ściankami zbiornika. Jest ona utrzymywana w zwartym słupie wewnątrz pierścienia dzięki silnemu polu magnetycznemu. Energia uwalnia się w postaci ciepła, które można przekształcić w energię elektryczną.
Eksperci twierdzą, że w dalszej perspektywie opanowanie fuzji termojądrowej oznacza źródło czystej energii elektrycznej z wykorzystaniem niewielkiej ilości paliwa, które można pozyskiwać na całym świecie z niedrogich materiałów. Do tego fuzja jest z natury bezpieczna, gdyż nie może rozpocząć procesu, którego nie da się kontrolować, jak to jest w przypadku rozszczepu atomu.
Czytaj więcej na naukawpolsce.pap.pl
