Čínske „umelé slnko“ hlási významný míľnik. Ich tokamak prvýkrát prekonal Greenwaldov limit v hustote plazmy

Po celej Zemi sa nachádza viacero experimentálnych zariadení, ktoré skúmajú proces jadrovej fúzie. Jej cieľom je vytvorenie energie, ktorá by bola prakticky nevyčerpateľná. Je jasné, že to nie je nič jednoduché, avšak každým mesiacom a rokom sa dejú malinké krôčiky, ktoré nás posúvajú do vytúženého cieľa. A jeden taký významný krok sa nedávno podaril čínskym vedcom. 

Experimentálny čínsky supravodivý reaktor EAST hlási významný úspech. A nie je to prvýkrát. Už v minulosti boli správy o tom, že sa mu podarilo udržať plazmu dlhú dobu stabilnou.

Jadrový fúzny reaktor EAST je typu tokamak, to znamená, že má tvar šišky (amerického donutu). Vo vnútri tokamaku sa plynné vodíkové palivo mení pôsobením tlaku a teploty na úrovni desiatok miliónov stupňov Celzia na plazmu. Aby sa tokamaky pri takej veľkej teplote neroztopili, plazma, v ktorej jadrová fúzia prebieha, je udržiavaná v silnom magnetickom poli.

Fúzia sa považuje za svätý grál energetiky. Je opakom jadrového štiepenia, s ktorým sa bežne stretávame v jadrových elektrárňach. Fúzia napodobňuje jav, ktorý sa odohráva vo vnútri hviezd, teda napríklad aj v našom Slnku. Pri pôsobení vysokej teploty a tlaku sa jadrá vodíka zlúčia a uvoľnia veľké množstvo energie. Problémom je udržať tento proces stabilný dlhý čas a tým zabezpečiť dodávku energie.

Významný posun dopredu

Iným významným problémom je tiež hustota plazmy. Konštrukcia tokamaku, ako píše IFL Science, stanovuje istú hornú hranicu hustoty. Tú poznáme pod pojmom Greenwaldov limit a ten, keď sa prekročí, plazma sa stáva nestabilnou. Vyššia hustota znamená rýchlejšiu fúziu a viac energie, avšak nestabilita celý proces zastavuje. Preto sa tokamaky držia pod týmto limitom, teda pri hodnotách 0,8 až 1.

Existujú ale teórie, ako limit prekračovať a EAST ich teraz predviedol aj v praxi ako sa píše v štúdii publikovanej v časopise Science Advances. Vedci upravili počiatočné parametre tlaku plynu a tepelnej rezonancie elektrónov v plazme a tým boli schopní dosiahnuť hustoty bez nestability, a to na úrovni 1,3 až 1,65-násobku Greenwaldovho limitu.

Potrebné je dodať, že tento limit už bol viackrát prekročený, avšak na zariadeniach, ktoré by v praxi nedokázali navodiť jadrovú fúziu.

Závery experimentu tak naznačujú, že prekonávanie Greenwaldovho limitu je možné aj v skutočných fúznych reaktoroch.

Pozri aj:

Rastislav Káčer v 1 na 1: Fico priniesol Slovensko do žumpy. Jeho spolupáchatelia nechcú ísť…