Veľký úspech pre fúzne reaktory: Jeden z nich po 7 rokoch konečne vytvoril prvú plazmu

V obci Culham v anglickom Oxfordshire sa podarilo poprvýkrát spustiť experimentálny fúzny reaktor MAST (Mega Amp Spherical Tokamak) Upgrade. Ako už samotný názov napovedá, nejde o úplne nové zariadenie, ale o nástupcu zariadenia MAST, ktoré fungovalo v rokoch 1999 až 2013, o téme informoval  Sciencealert.

Súčasná jadrová energie sa spolieha na štiepenie, pri ktorom sa štiepia ťažké chemické prvky a vznikajú ľahšie. Pri procese jadrovej fúzie však dochádza k zlúčeniu dvoch atómových jadier ľahkých prvkov, pričom sa vytvára jedno ťažšie jadro a uvoľňuje sa veľké množstvo energie s veľmi malou radiáciou.

Pri jadrovej fúzii nevznikajú takmer žiadne toxické odpady s dlhým polčasom rozpadu, preto ju nazývajú aj zdroj čistej energie. Navyše jadrová fúzia je lacným a v prvom rade bezpečným zdrojom energie, keďže na výrobu veľkého množstva energie postačuje iba malé množstvo paliva.

Problémom však je, že funkčný prototyp, ktorý by vyrobil viac energie, ako spotreboval pri štarte termonukleárnej reakcie, zatiaľ neexistuje. Napraviť túto situáciu sa snažia aj vedci z Veľkej Británie, ktorým sa po dlhých 7 rokoch podaril dokončiť zariadenie MAST Upgrade v hodnote 55 miliónov libier, upozornil web BBC.

Zobraziť celú galériu (2)

UKAEA

Ďalší druh tokamaku

MAST Upgrade je jeden z typov fúzneho reaktora, ktorý nazývame tokamak. Tokamaky sú špeciálne typy fúzneho reaktora s toroidnou komorou so silnými supravodivými magnetmi. V nich sa vytvára toroidné magnetické pole, ktoré sa správa ako nádoba a udržuje plazmu vytvorenú fúznou reakciou.

Uvedené zariadenia však nevyužíva „klasickú“ toroidnú konfiguráciu, ale prešlo na inovatívny sférický dizajn. To znamená, že plazma udržiavaná v magnetickom poli nemá tvar šišky, ale má sférický profil.  Od sférických tokamakov sa očakáva, že prinesú množstvo výhod nielen z hľadiska efektívnosti, ale aj výkonu.

V reaktore sa vedcom podarilo vytvoriť aj prvú plazmu, čo potvrdzuje, že všetky systémy sú v poriadku a navzájom spolupracujú pri ohreve plynného vodíka, ktorý prevádzajú na vysoko ionizovaný plyn – plazmu.

UKAEA

Nový systém, ktorý vyrieši všetky nevýhody

Na tokamak však čaká ešte veľa zložitých výziev, ktoré je potrebné zdolať v priebehu najbližších rokov. Azda tou najdôležitejšou je odvod tepla, keďže vo fúznych reaktoroch sa dosahuje teplota niekoľko miliónov stupňov Celzia jednotlivé komponenty by sa mohli ľahko poškodiť.

Vyriešiť tento problém sa rozhodli vedci pomocou nového systému určeného na zníženie tepelného a energetického zaťaženia častíc opúšťajúcich plazmu. Systém dostal názov „Super-X divertor“ a momentálne sa čaká na jeho otestovanie. V prípade úspechu sa očakáva, že môže až 10-násobne lepšie znížiť teplo oproti iným systémom, čo postačuje na to, aby sa otvorila cesta k novým malým fúznym elektrárňam.

Je dôležité pripomenúť, že aj keď ide o obrovský projekt, MAST Upgrade je „len“ akýmsi experimentom pre ešte väčší projekt s názvom STEP (Spherical Tokamak for Energy Production). Cieľom projektu STEP je vyrobiť prvý britský prototyp fúznej elektrárne, ktorá má byť dokončená v roku 2040.

Čítajte viac z kategórie: Novinky