Zapis wideo z wnętrza reaktora fuzyjnego W7-X

Niemieccy naukowcy opublikowali nagranie wideo z wnętrza reaktora fuzyjnego Wendelstein 7-X. To największe urządzenie tego typu na świecie, które być może pewnego dnia pozwoli nam uzyskać niewyczerpane źródło taniej energii.

Stellarator Wendelstein 7-X znajduje się w Instytucie Fizyki Plazmowej im. Maxa Plancka w Greifswaldzie w Niemczech. W październiku rozpoczęto kolejną rundę eksperymentów po 15-miesięcznej przerwie spowodowanej rozbudową urządzenia. Stellarator ma teraz większą moc, co umożliwi naukowcom zbadanie pracy urządzenia w zoptymalizowanej konfiguracji.

– Będziemy mogli sprawdzić, czy przewidywania teoretyczne w optymalizacji urządzenia są prawidłowe. Wendelstein 7-X będzie teraz pracować w całkowicie nowych, lepszych warunkach – powiedział w październiku szef projektu, profesor Thomas Klinger.

Wendelstein 7-X to największe urządzenie tego typu na świecie. Pracuje przy nim międzynarodowy zespół naukowców z wielu instytutów badawczych. Koszt stellaratora, jeszcze przed rozbudową, to 370 milionów euro. Sama koncepcja urządzenia znana jest o dawna. Przedstawił ją amerykański astrofizyk Lyman Spitzer w 1950 roku.

Przy budowie Wendelstein 7-X swój wkład mieli także polscy badacze. W projekcie uczestniczy Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Politechnika Warszawska, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Uniwersytet Opolski i Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku. Polska przeznaczyła na ten cel około 6,5 milionów euro.

Stellarator może w przyszłości posłużyć za prototyp elektrowni. Jeśli oczywiście uda się zapanować nad procesami syntezy termojądrowej. 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 około 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. Dodatkową korzyścią jest właściwie brak odpadów z wytwarzanej w ten sposób energii. Jednak kontrolowanie tych reakcji to wciąż melodia przyszłości. Mimo że od przeszło pół wieku pracują nad tym najtęższe umysły na świecie, wciąż nie udało się osiągnąć znaczącego postępu.

Materiał filmowy jest kompilacją zdjęć z wnętrza reaktora fuzyjnego Wendelstein 7-X. Na nagraniu widać, co się dzieje podczas kontrolowanej syntezy termojądrowej. Można zobaczyć ruch plazmy, która jest utrzymywana przez kilka sekund. To może niewiele, ale problem polega właśnie na tym, by utrzymać ją przez dłuższy czas.

Obecnie rekord utrzymania plazmy wynosi 102 sekundy i został osiągnięty przez fizyków z Chin i Stanów Zjednoczonych. Dokonali tego w tokamaku EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak). Badaczom 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.

 

Źródło: Instytut Fizyki Plazmowej im. Maxa Plancka, IFLS, fot. YouTube