Obrovský pokrok jadrovej fúzie. Objavili zvláštne správanie plazmy, má neskutočnú energiu

Vedci, ktorí pracujú na svätom grále energetiky, teda na jadrovej fúzii, objavili v novej štúdii publikovanej v žurnále Nature Physics veľmi prekvapujúce a nevysvetliteľné správanie plazmy. Na tému upozornil portál Vice. Jadrová fúzia by v budúcnosti mohla potenciálne poskytnúť neobmedzené množstvo čistej energie,

Prelomový úspech

Ako píše portál NewAtlas, vedci z National Ignition Facility (NIF) sa fúziou zaoberajú už od roku 2009. V januári tohto roka však zverejnili výskum, v ktorom podrobne opísali dôležité kroky, ktoré by nás mali nasmerovať k samočinne udržateľnej „horiacej plazme“.

LLNL/Damien Jemison

Presnejšie uvádzajú, ako by bolo možné dosiahnuť tzv. samozahrievajúcu sa horiacu plazmu (burning plasma), ktorá by odstránila potrebu laserov, pričom by predstavovala samočinne sa udržiavajúci zdroj tepla a energie.

Treba tiež podotknúť, že laboratórium NIF je 10-poschodová budova slúžiaca na experimenty s fúziou. V tomto prípade sa ale jedná o fúziu s inerčným udržaním (ICF – Inertial Confinement Fusion), kým vyvíjané termojadrové reaktory, najmä ITER vo Francúzsku, využívajú metódu magnetického udržania plazmy vo svojej komore toroidného tvaru (tokamak).

Inerčné udržanie je jedna z mnohých ciest ako pristupovať k problému získavania energie zlučovaním atómových jadier. Pri tejto metóde, respektíve programe fúznej energie, sa iniciuje reakcia jadrovej fúzie stláčaním a zahrievaním miniatúrnych peletiek naplnených termonukleárnym palivom. Palivovú kapsulu laserové lúče stláčajú a zahrievajú na teplotu až 100 miliónov °C, vďaka čomu sa palivo mení na malé kvapôčky plazmy.

Ako sme spomínali, v januári sa vedcom z NIF podaril prelom, keď dokázali vytvoriť „samočinne udržiavajúcu sa horiacu plazmu“. Hoci táto horiaca plazma vydržala iba niekoľko nanosekúnd, výskum je považovaný za prelomový v tejto oblasti, pričom predstavuje dôležitý pokrok na ceste k prvej fúznej elektrárni.

Nečakané zistenie

V novej štúdii teraz vedci túto horiacu plazmu analyzovali a dospeli k nečakaným záverom. Plazma sa totiž podľa nich správa veľmi zvláštnym spôsobom, pričom sa ukázalo, že ióny v nej majú omnoho vyššiu energiu, ako predpovedali naše najlepšie modely.

Pixabay

V ramci experimentov vedci zahrievajú laserom ióny deutéria a trícia, čo sú ťažšie verzie vodíka, vďaka čomu generujú fúzne reakcie. V horiacej plazme potom reakcie medzi týmito iónmi vytvárajú nové entity, nazývané častice alfa, ktoré zvyšujú teplotu, čo následne vyvoláva ďalšie reakcie.

„Musíme najskôr presne pochopiť, ako častice alfa narážajú do všetkých ostatných častíc a distribuujú svoju energiu,“ uvádzajú vedci.

Analýza teraz ukázala, že experimenty NIF, pri ktorých sa produkujú častice alfa, konzistentne vykazujú ióny s vyššími energiami, ako predpovedajú naše teórie a modely. Zdroj takéhoto zvýšenia energie je podľa autorov zatiaľ „otvorenou experimentálnou otázkou“. Hoci existuje viacero hypotéz, zatiaľ si nikto ani len netrúfa tipnúť, čím je toto zvýšenie energie spôsobené.

Uvedené výsledky znamenajú zhruba toľko, že ióny prechádzajúce fúziou majú viac energie, než sa očakávalo vôbec pri tých najoptimistickejších predpovediach. Ich energia je pritom natoľko vysoká, že sa to „nedá predpovedať normálnymi radiačnými hydrodynamickými aplikáciami používanými na simuláciu ICF,“ uvádza hlavný autor štúdie Alastair Moore.

Čítajte viac z kategórie: Novinky