Recordul de fuziune nucleară a fost zdrobit în timp ce oamenii de știință germani fac „un pas semnificativ înainte” către energia curată aproape lipsită de limită

O campanie experimentală încheiată recent la Wendelstein 7-X Stellator la Institutul Max Planck pentru Plasma Physics (IPP) din Greifswald, Germania a distrus înregistrările anterioare de fuziune și a stabilit un nou punct de referință pentru performanțele reactorului.

Fuziune nucleară Oferă o promisiune tentantă de energie curată nelimitată. Împreună izotopii (sau versiuni diferite) de hidrogen la temperaturi incredibil de ridicate, plasma supraîncălzită rezultată de electroni și ioni fuzionează în atomi mai grei, eliberând o cantitate fenomenală de energie în proces.

Cu toate acestea, în timp ce această reacție de fuziune se auto-susține sub temperaturile și presiunile extraordinare în stele, recrearea acestor condiții pe Pământ este o provocare tehnică uriașă-iar conceptele actuale ale reactorului consumă încă mai multă energie decât sunt capabile să producă.

Stellaratoarele sunt unul dintre cele mai promițătoare proiecte de reactor, astfel numite pentru mimica lor de reacții la soare. Ei folosesc magneți externi puternici pentru a controla plasma cu energie mare într-o cameră de vid în formă de inel și pentru a menține o presiune stabilă și ridicată. Spre deosebire de reactoarele Tokamak mai simple – care trec un curent ridicat prin plasmă pentru a genera câmpul magnetic necesar – magneții externi ai stellarorilor sunt mai buni la stabilizarea plasmei prin reacțiile de fuziune, o caracteristică care va fi în cele din urmă necesară atunci când traduceți tehnologia la centralele comerciale.

În experimentele recente, Stellaratul W7-X a depășit reperele anterioare stabilite de către JT60U în Japonia și dezafectarea Tokamak Reactors JT60U în Japonia și Jet în Marea Britaniemai ales pe cât timp poate fi susținută plasma.

Înrudite: Fuziunea nucleară ar putea fi energia curată a viitorului

Mai ales, echipa internațională a dezvăluit că reactorul a ajuns la un nou produs record cu triplă înaltă – o valoare cheie pentru succesul generatoarelor de putere de fuziune. Produsul triplu este o combinație între densitatea particulelor în plasmă, temperatura necesară pentru ca aceste particule să se contopească și timpul de închisoare energetică (o măsură a cât de bine este de menținut energia termică de către sistem). O anumită valoare minimă numită Criteriul Lawson marchează punctul în care reacția produce mai multă energie decât folosește și devine auto-susținută, astfel încât un produs triplu mai mare indică o reacție mai eficientă.

„Noul record este o realizare extraordinară a echipei internaționale”, a declarat Thomas Klinger, șeful operațiunilor la Wendelstein 7-X și șeful Stellator Dynamics și Transport la IPP în o declarație. „Creșterea triplului produs la nivelurile Tokamak în timpul impulsurilor plasmatice lungi marchează o altă etapă importantă pe drumul către un stelarator capabil de plantă electrică.”

Cheia succesului acestei ultime etape a fost dezvoltarea unui nou injector cu peleți de combustibil care a combinat alimentarea continuă a reactorului cu încălzirea pulsată pentru a menține temperatura plasmatică necesară. Pe o perioadă de 43 de secunde, 90 de pelete de hidrogen congelate au fost tras în plasmă la până la 800 de metri (800 de metri) pe secundă, aproximativ viteza unui glonț. Impulsurile pre-programate de microunde puternice au încălzit plasma, care a atins o temperatură maximă de 30 de milioane de grade C, iar această coordonare între impulsurile cu microunde și injecția de peleți a extins crucial cât timp plasma ar putea fi menținută stabil.

Aceeași campanie a crescut, de asemenea, cifra de afaceri a reacției la 1,8 Gigajoules pe o perioadă de șase minute, zdrobind recordul anterior al reactorului de 1,3 Gigajoules din februarie 2023. Cifra de afaceri a energiei este o combinație a puterii de încălzire și a duratei plasmatice a unui reactor de fuziune și a unei indicări a capacității reactorului de a susține ridicarea plasmei. Prin urmare, este un alt parametru crucial pentru funcționarea viitoare a centralei. Noua valoare depășește chiar Recordul obținut de Tokamak (East) experimental Advanced Superconducting în China la începutul acestui ancare demonstrează în continuare potențialul stellatorilor.

„Înregistrările acestei campanii experimentale sunt mult mai mult decât simple numere. Ele reprezintă un pas semnificativ înainte în validarea conceptului stellaratorului – făcute posibil prin colaborare internațională remarcabilă”, a rezumat Robert Wolf, șeful încălzirii și optimizării stellaratorului la IPP în declarație.

Victoria Atkinson este o jurnalistă științifică independentă, specializată în chimie și interfața sa cu lumile naturale și făcute de oameni. În prezent, cu sediul în York (Marea Britanie), a lucrat anterior ca dezvoltator de conținut științific la Universitatea din Oxford, iar mai târziu ca membru al echipei editoriale mondiale de chimie. De când a devenit freelancer, Victoria și -a extins atenția pentru a explora subiecte din toate științele și a lucrat și cu Chemistry Review, Neon Squid Publishing și Open University, printre altele. Are un DPhil în chimie organică de la Universitatea din Oxford.