Nagranie z wnętrza reaktora fuzyjnego

Czescy fizycy przy pomocy superszybkiej kamery zarejestrowali reakcje zachodzące wewnątrz reaktora fuzyjnego COMPASS. Dzięki temu możemy zobaczyć po raz pierwszy w kolorze, co się dzieje podczas kontrolowanej syntezy termojądrowej.

Ludzkość od wieków marzyła o ujarzmieniu potęgi Słońca. Gdyby to się udało, otrzymalibyśmy źródło taniej, czystej, bezpiecznej i nieograniczonej energii. Jednak mimo wielu lat starań, badaczom nie udało się tego osiągnąć. Choć ciągle jesteśmy o krok od opanowania fuzji jądrowej.

Czescy badacze z Instytutu Fizyki Plazmy (IPP) w Pradze, przy pomocy superszybkiej kamery Photron Mini UX100, rejestrującej od 1000 do 20 tysięcy klatek na sekundę, nagrali kolorowe wideo pokazujące reakcje zachodzące wewnątrz tokamaka COMPASS.

Tokamak to konstrukcja opracowana przez Rosjan jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku. Pierwsze tego typu urządzenie powstało w Moskwie. Główna komora ma kształt torusa. W jej wnętrzu badacze potrafią wytworzyć niezwykle gorącą plazmę, która utrzymywana jest w ryzach w zwartym słupie dzięki potężnym elektromagnesom wytwarzającym pole magnetyczne.

Obecny rekord utrzymania plazmy wynosi 70 sekund i został osiągnięty przez fizyków z Korei Południowej. Dokonali tego w tokamaku KSTAR. Koreańczykom udało się wytworzyć plazmę o temperaturze około 50 milionów st. Celsjusza. Obecnie zespoły pracujące przy różnych reaktorach fuzyjnych na całym świecie starają się utrzymać plazmę jak najdłużej, co umożliwi w przyszłości produkcję taniej energii.

 

Reakcja termojądrowa, mówiąc w dużym uproszczeniu, polega na złączeniu się dwóch jąder lżejszych atomów (deuter, tryt) w jedno cięższe. Wyzwala się przy tym ogromna ilość energii. Jednak do sprawnego działania potrzeb bardzo wysokich temperatur. Do przeprowadzenia syntezy termojądrowej (główne źródło energii gwiazd) potrzeba rozgrzać wodór do temperatury 100 milionów stopni Celsjusza. Tylko wtedy lżejsze atomy będą mogły połączyć się w cięższy. A do utrzymywania plazmy w ryzach potrzeba potężnego i stabilnego pola magnetycznego.

Z jednego kilograma deuteru, który występuje naturalnie w wodzie morskiej, a tej jest pod dostatkiem, można by zasilić setki tysięcy domostw. Zapewnilibyśmy sobie bezpieczeństwo energetyczne na dekady. Jednak kontrolowanie tych reakcja to wciąż melodia przyszłości. Mimo że od przeszło pół wieku pracują nad tym najtęższe umysły na świecie, wciąż nie udało się osiągnąć znaczącego postępu.

 

 

Źródło: IPP