Fúzne reaktory sú našou budúcnosťou. O víťazstvo súperia tieto dve technológie, jeden zo zdrojov udrží 30 miliónov °C
Čoraz častejšie negatívne dopady klimatických zmien nás neustále nútia prechádzať k ekologickejším riešeniam. Neplatí to len pre dopravné prostriedky, či osvetľovacie výrobky, ale aj pre zdroje energií.
Svätý grál energetiky
Za „svätý grál“ energetiky a výroby elektrickej energie sa už desiatky rokov pokladá jadrová fúzia, ktorá je stále akýmsi nenaplneným snom mnohých vedcov. Hoci sa v súčasnosti pracuje na viacerých fúznych reaktoroch, vrátane toho najväčšieho na svete, jadrová fúzia pre nás zatiaľ v praxi zostáva naďalej nedostupná.
Zmeniť sa to však snažia viaceré projekty, pričom niektoré z nich prinášajú neustále prelomové novinky hlásajúce čoraz lepšiu efektívnosť týchto zariadení. Práve efektívnosť funkčných prototypov fúznych reaktorov je problematická. Zatiaľ sa nám totiž nepodarilo vytvoriť fúzny reaktor, ktorý by vyrobil viac energie, ako by spotreboval pri štarte termonukleárnej reakcie.
Keď je reč o jadrovej fúzii, väčšinu pozornosti na seba strhnú projekty ako sú ITER, či MAST Upgrade, kde je ústrednou postavou celého projektu reaktor, ktorý poznáme pod názvom tokamak (toroidná komora s magnetickými cievkami).
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.
Tokamaky nie sú jediné
V „tieni“ tokamakov však stojí zariadene známe ako stelarátor, čo je, podobne ako tokamak, zariadenie pre magnetické udržanie extrémne horúcej plazmy. Stelarátor má svoje korene hlboko zapustené v roku 1951, kedy toto zariadenie vynašiel americký vedec Lyman Spitzer.
Jeden takýto experimentálny stelarátor môžeš nájsť v Nemecku. Ide o najväčšie zariadenie svojho druhu, ktoré dostalo názov Wendelstein 7-X (W7-X). Podľa novej štúdie, publikovanej v prestížnom vedeckom žurnále Nature, je zariadenie W7-X schopné udržať až 2-krát vyššiu teplotu, než je v jadre samotného Slnka. Na tému upozornil portál ScienceAlert.
Ako píše portál NewAtlas, prvú plazmu W7-X vyrobil ešte v roku 2015 a od tej doby sa nás stále pokúša priblížiť k využitiu čistej energie, bez žiadnych toxických odpadov s dlhým polčasom rozpadu.
Stelarátory sa od častejšie využívaných tokamakov na prvý pohľad odlišujú svojím tvarom, ktorý nie je symetrický, ale naopak plný rôznych ohybov. Geometria komory tohto reaktoru je úmyselne „pokrútená“ kvôli zjednoteniu podmienok plazmy v rôznych častiach prierezu. To síce zlepšuje stabilitu, ale sťažuje prácu inžinierov, ktorí musia navrhovať komplikované tvary magnetických cievok, ale i samotnej konštrukcie.
Stelarátory sú extrémne zložité. Návrh potrebuje zapojenie superpočítačov
Reaktor W7-X je dokonca tak zložitý, že k jeho návrhu bolo potrebné využiť niekoľko superpočítačov. W7-X využíva 50 supravodivých magnetických cievok, ktoré udržujú plazmu v danej polohe zatiaľ čo sa pohybuje okolo „pokrútenej“ komory.
Fúzia je však extrémne energetický proces a udržať ho vôbec nie je jednoduché. Tak, ako tokamaky, tak aj stelarátory sú sužované mnohými problémami, pričom pri stelarátoroch je, vzhľadom na ich komplikovanú konštrukciu, problém najmä s únikom značnej časti energie v podobe tepelných strát.
Tepelné straty sú výsledkom tzv. neoklasického transportu, ku ktorému dochádza, keď sa zrážajúce ióny vo fúznom reaktore vychýlia zo svojej orbity smerom von z magnetického poľa. Vzhľadom na tento problém sa vedci z PPPL (Princeton Plasma Physics Laboratory) a Inštitútu Maxa Plancka sa snažili optimalizovať magnety vo W7-X tak, aby minimalizovali účinky neoklasického transportu.
Teraz nové merania uskutočnené pomocou prístroja nazývaného XICS (X-ray imaging crystal spectrometer) ukázali, že vedci urobili skutočne poriadny kus práce. Tieto merania boli navyše podporené CXRS (charge exchange recombination spectroscopy) meraniami, ktoré sú ešte presnejšie, avšak majú isté obmedzenia. Údaje z týchto meraní naznačujú, že stelarátor W7-X je schopný udržať plazmu až pri teplote takmer 30 miliónov °C. Pre porovnanie, teplota v jadre nášho Slnka je „len“ 15 miliónov °C.
„Toto ukázalo, že optimalizovaný tvar W7-X znížil neoklasický transport, čo bolo potrebné pre výkon pozorovaný v experimentoch W7-X,“ cituje portál ScienceAlert odborníka z PPPL Novimira Pablanta. „Jasne sa ukazuje, že tento druh optimalizácie je možné uskutočniť,“ dodal.
Výsledky predstavujú dôležitý míľnik v optimalizácií a zdokonaľovaní dizajnu steláratorov. Výskum je tiež považovaný za významný krok k prakticky využiteľnému fúznemu reaktoru, práce je však stále viac než dosť.
Na záver treba ešte pripomenúť, že W7-X aktuálne prechádza inováciou a najbližšie experimenty môžeme čakať až budúci rok.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
NASA vymyslela motor, ktorý je zatiaľ najbližšie rýchlosti svetla. Na Marse budeme za 39 dní
Zásadný omyl ľudstva vo vesmíre. Časopriestor neexistuje, všetko okolo nás je špeciálna tekutina
Nič podobné vesmír nevidel. Na Slnku zúrilo magnetické tornádo vysoké 120 000 km
K Zemi letí obrovský asteroid, objavili ho na poslednú chvíľu
SpaceX má fatálny problém. Nové satelity Starlink zhoria v atmosfére
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Muž sa chcel stať psom, zaplatil za to 14-tisíc eur. Bojí sa, že priatelia si pomyslia, že je divný
Potraviny Patrika Tkáča oslávili rok: Obslúži ťa robot, požičiaš si Mercedes a kúpiš tu víno aj za 5 900 eur
Jeden typ nehnuteľnosti bude v roku 2023 super investíciou, lacnejší nebude
Ľuďom z nich padla sánka. Najlepšie slovenské gastro podniky, ktoré tento rok otvorili
Česko je aj 30 rokov po rozdelení popredu. To, v čom sme lepší, je našou najväčšou slabinou
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Na sfilmovanie čaká 50 rokov, Pána prsteňov schová do vrecka. Veľkolepé fantasy Tolkiena zrejme nikdy neuvidíme
- Zásadný omyl ľudstva vo vesmíre. Časopriestor neexistuje, všetko okolo nás je špeciálna tekutina
- Potvrdené. Jeden z najobľúbenejších seriálov Netflixu končí
- K Zemi letí obrovský asteroid, objavili ho na poslednú chvíľu
- Spoločnosť verí, že ich nový motor pochová elektromobily. Má 320 koní a váži len 32 kg
-
- Na sfilmovanie čaká 50 rokov, Pána prsteňov schová do vrecka. Veľkolepé fantasy Tolkiena zrejme nikdy neuvidíme
- Zásadný omyl ľudstva vo vesmíre. Časopriestor neexistuje, všetko okolo nás je špeciálna tekutina
- K Zemi letí obrovský asteroid, objavili ho na poslednú chvíľu
- Potvrdené. Jeden z najobľúbenejších seriálov Netflixu končí
- Ľudia panikárili a kričali, že je to mimozemská loď. Záhadné manévre majú bizarné vysvetlenie
-
- Na sfilmovanie čaká 50 rokov, Pána prsteňov schová do vrecka. Veľkolepé fantasy Tolkiena zrejme nikdy neuvidíme
- Zásadný omyl ľudstva vo vesmíre. Časopriestor neexistuje, všetko okolo nás je špeciálna tekutina
- K Zemi letí obrovský asteroid, objavili ho na poslednú chvíľu
- Potvrdené. Jeden z najobľúbenejších seriálov Netflixu končí
- Ľudia panikárili a kričali, že je to mimozemská loď. Záhadné manévre majú bizarné vysvetlenie
Irán údajne obnovil dodávky bojových dronov do Ruska
Futbal sa konečne vracia na RTVS. Nie však v takej podobe, ako by Slováci chceli
Legenda je po 20 rokoch späť. Ikonická hra Slovákov dostala obrovské vylepšenie
Na Slovensku sa pripravujú miliardové investície do veternej energetiky
V Berlíne prebieha referendum o urýchlení klimatických cieľov o 15 rokov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Muž sa chcel stať psom, zaplatil za to 14-tisíc eur. Bojí sa, že priatelia si pomyslia, že je divný
Potraviny Patrika Tkáča oslávili rok: Obslúži ťa robot, požičiaš si Mercedes a kúpiš tu víno aj za 5 900 eur
Jeden typ nehnuteľnosti bude v roku 2023 super investíciou, lacnejší nebude
Ľuďom z nich padla sánka. Najlepšie slovenské gastro podniky, ktoré tento rok otvorili
Česko je aj 30 rokov po rozdelení popredu. To, v čom sme lepší, je našou najväčšou slabinou
Copyright© 2023 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené