Svätý grál energetiky bližšie. Nový prelomový elektromagnet poriadne uľahčí vývoj fúznych reaktorov

Vylepšovanie magnetov je jedným z mnohých spôsobov, ako vedci pracujú na realizácii priblíženia k využitiu plného potenciálu jadrovej fúzie. Tá je považovaná za prakticky nevyčerpateľný a čistý zdroj energie.

O krok bližšie k fúzii

Dobrým príkladom neustále vylepšovania magnetov je aj štúdia publikovaná v žurnále Superconductor Science and Technology, ktorú majú na svedomí vedci z Laboratória fyziky plazmy PPPL a amerického ministerstva energetiky DOE. Tí v štúdii navrhli úplne nový typ magnetu, ktorý by mohol pomôcť vylepšiť tokamaky. Na tému upozornili vedecké portály New Atlas a Phys.

pxfuel.com

Tokamak je komora, ktorá pomocou silného magnetického poľa udržiava plazmu v tvare kruhovitého prstenca. Nejde síce o jediný spôsob udržania jadrovej fúzie, rozhodne je však tým najsľubnejším a najrozšírenejším.

Inými slovami, tieto zariadenia v tvare šišky sú navrhnuté tak, aby udržiavali prúdy horúcej plazmy, v ktorej sa pod obrovským tlakom a teplom spájajú atómy a uvoľňuje sa enormné množstvo energie.

Ústrednou „postavou“ tokamakou je centrálny elektromagnet známy ako solenoid, ktorý sa využíva na generovanie silného prúdu a magnetických polí. Počas chodu tokamaku je tento solenoid vystavovaný energetickým subatomárnym časticiam známym, ako neutróny. Tie sa vynárajú a vyžarujú z plazmy a v priebehu času svojim pôsobením dokážu poškodiť izoláciu obklopujúcu vodiče.

Tým sa samozrejme zhoršujú schopnosti, výkon a životnosť elektromagnetu. Keďže v budúcnosti by mali fúzne elektrárne bežať v nepretržitej prevádzke, s dnešnými magnetmi by sme veľmi nepochodili.

Navyše, ako upozorňujú vedci, „tieto zariadenia budú produkovať viac vysoko energetických častíc ako súčasné experimentálne tokamaky. Magnety, ktoré sa dnes vyrábajú, by v budúcich komerčných fúznych elektrárňach nevydržali dostatočne dlho.“

Nový druh supravodiča

Aby sa odborníci vyhli tomuto problému, vytvorili elektromagnet, ktorého súčasťou je úplne nový typ supravodiča, podľa všetkého vznikol „špeciálnym zahrievaním vodiča z nióbu a cínu“.

Elle Starkman, Kiran Sudarsanan/Princeton University

Keďže ide o supravodič, elektrický prúd sa v ňom môže pri extrémne nízkych teplotách pohybovať takmer bez odporu a navyše vodiče nepotrebujú žiadnu izoláciu. Výsledný elektromagnet je potom omnoho menej náchylný na degradáciu.

Testy tiež ukázali, že magnet dokázal vyprodukovať zhruba 83 % maximálneho množstva elektrického prúdu, ktorý vedia vodiče preniesť. Vzhľadom na to, že vo vedeckej obci sa väčšinou používa iba 70 % kapacity, ide o vynikajúce výsledky. Niektoré veľké magnety, ako napríklad v projekte  ITER, dokonca využívajú iba 50 % kapacity.

Podľa vedcov výskum predstavuje revolučnú zmenu v spôsobe výroby elektromagnetov a môže výrazne prospieť rozvoju jadrovej syntézy.

Čítajte viac z kategórie: Novinky