Prelom vo fúznej energii. Vedci našli skratku, ako sa dostať k svätému grálu energetiky
Slnko predstavuje dokonalú ukážku jadrovej fúzie, kde extrémne teploty a tlaky spájajú jadrá vodíka na hélium a uvoľňujú obrovské množstvo energie. Zopakovať tento proces v laboratóriách na Zemi sa však dlhodobo ukazuje ako mimoriadne náročná výmena síl s fyzikálnymi zákonmi.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneVedci z Princetonskej univerzity teraz publikovali štúdiu v odbornom časopise Physical Review Letters, ktorá prináša prelomový pohľad na to, ako sa k udržateľnej jadrovej fúzii môžeme dopracovať podstatne rýchlejšie a efektívnejšie, upozorňuje ScienceAlert.
Nová práca totiž definuje efektívnu skratku k takzvanému zapáleniu plazmy, teda stavu, v ktorom si plazma dokáže udržiavať potrebnú teplotu prostredníctvom vlastných fúznych reakcií bez dodatočného vonkajšieho ohrevu.
Efektívnejšie dosiahnutie fúzie
Fyzici prirovnávajú tento princíp k jednoduchej metafore. Ak si dosiahnutie zapálenia predstavíme ako údolie ukryté za horským masívom, doterajšie pokusy sa väčšinou spoliehali na zdolávanie vrcholu priamym výstupom, čo vyžaduje obrovské množstvo energie.
Nový prístup vedcov však navrhuje celú prekážku obísť. Ako uvádza fyzik Luis Delgado-Aparicio, množstvo spoločností sa snaží zdolať horu čelne a míňa obrovské množstvo energie, pričom obchádzka vrcholu umožňuje dosiahnuť rovnaký cieľ oveľa inteligentnejším spôsobom a s podstatne nižšou spotrebou energie.
Základom novej štúdie je rozšírenie klasického Lawsonovho kritéria, ktoré bolo vyvinuté ešte v päťdesiatych rokoch minulého storočia a stanovuje základný rámec pre dosiahnutie fúzneho zapálenia v reaktore.
Výskumníci do svojich matematických modelov zakomponovali ďalšie štyri kľúčové faktory, ktoré v starších kalkuláciách často absentovali alebo sa neposudzovali spoločne. Ide o vyhorené palivo v podobe héliového popola, nečistoty v plazme pochádzajúcej zo stien reaktora, radiačné straty známe ako synchrotronové žiarenie a únik tepla z plazmy do okolia.
Spomínané vplyvy sa síce študovali aj v minulosti, avšak nikdy nie v komplexnej vzájomnej interakcii, ktorá poskytuje omnoho reálnejší obraz o optimálnej konfigurácii moderných fúznych zariadení.
Dlhá cesta k praktickému využitiu
Podľa Masayukiho Onoa sa pri vynechaní týchto faktorov zdá, že návrh reaktora bude fungovať bezchybne, no po ich zohľadnení sa situácia zásadne mení a ich vplyv je kľúčový. Výskumníci sa v rámci modelovania zamerali na takzvané Cordeyho sedlo, čo je matematický termín označujúci najefektívnejšiu cestu k zapáleniu vyžadujúcu minimálne energetické náklady.

Výpočty ukázali, že najvhodnejšou stratégiou je najskôr plazmu ohriať a až následne zvýšiť jej hustotu, a nie postupovať naopak, ako to bývalo zvykom pri mnohých doterajších experimentoch.
Modelovanie prinieslo aj ďalšie dôležité zistenia, napríklad fakt, že aj minimálne množstvo volfrámu môže viesť k zlyhaniu fúznej reakcie. Vzhľadom na to, že volfrám sa plánuje využívať v stenách viacerých pripravovaných reaktorov kvôli jeho vysokej odolnosti voči vysokým teplotám, plazma bude musieť byť pred kontaktom s týmto materiálom dôkladne chránená.
Výskumný tím navyše identifikoval prirodzené stabilizačné brzdy fúzie, pri ktorých únik žiarenia a tepla pomáha udržiavať stabilitu plazmových reakcií, hoci zároveň sťažujú samotné počiatočné zažatie procesu.
Hoci najnovšia štúdia zatiaľ nezahŕňa praktické experimenty v reálnom zariadení, prichádza v čase, keď sa navrhuje a projektuje hneď niekoľko nových fúznych reaktorov po celom svete. Publikované výsledky poskytujú inžinierom a fyzikom cenný teoretický základ pre posudzovanie stability, výkonu a prístupnosti zapálenia v zariadeniach novej generácie.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

40 rokov čakali na tento moment. Z vesmíru prišiel „zakázaný“ signál, ktorý nemal existovať

Mars a Jupiter si pre Slovákov pripravili veľké prekvapenie. Všetko uvidíš voľným okom, vieme kedy

Stačilo by 15 dní a 99 % satelitov by prestalo fungovať. Vedci ukázali ničivú silu jadrového výbuchu

Česi vyvíjajú revolučné lietadlo ako zo sci-fi. Má dosiahnuť 4 300 km/h a vyletieť až do vesmíru

Pohoršila svet, ročne „vyrobí“ desaťtisíce detí. Takto funguje mrazivá továreň na ľudí
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Dôchodky stúpnu na minimálne 708,60 eura. Slováci musia splniť 2 podmienky
PREMIUMZ trhu zmizlo 600 miliárd: Nvidiu potápa nevera jej šéfa, v ohrození sú peniaze Slovákov (NÁVOD ČO ROBIŤ)

65-ročného muža prepadli v jeho jaskyni: Bránil sa vidlami, no prišiel o celoživotné úspory v hodnote 1,57 milióna korún

Bratislava v kolónach: Autá sa hromadia na Moste SNP aj Staromestskej (VIDEO)

Vilgain v Bratislave otvoril svoju najväčšiu predajňu. Prekvapil mäsom za takmer 80 eur (PREHĽAD CIEN)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Volkswagen chrlí jeden lacný elektromobil za druhým. Tento stojí 13 800 eur a má dojazd 520 km
- Najúspešnejší film všetkých čias prichádza online v rozšírenej verzii. Uvidíš ho už tento týždeň
- Najväčšie fantasy roka dorazilo online aj s dabingom. Prvé ohlasy vyzerajú sľubne
- Renault a Geely idú proti prúdu. Vyvinuli úplne nový motor, aký by dnes málokto čakal
- Slováci hľadajú záložný zdroj elektriny pre prípad krízy. Jedna chyba môže mať tragické následky
-
- Najúspešnejší film všetkých čias prichádza online v rozšírenej verzii. Uvidíš ho už tento týždeň
- Volkswagen chrlí jeden lacný elektromobil za druhým. Tento stojí 13 800 eur a má dojazd 520 km
- Najväčšie fantasy roka dorazilo online aj s dabingom. Prvé ohlasy vyzerajú sľubne
- Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
- Elektromobil zo Žiliny dosiahol obrovský úspech. Nemci ho vyhlásili za najlepšie auto do 30-tisíc eur
-
- Mesto zničí na vzdialenosť 15 000 km. Čína nasadila novú jadrovú zbraň, nedá sa zastaviť
- Toto už nie je len dron. Najväčšia zbrojovka sveta ukázala sci-fi zbraň, akú svet ešte nevidel
- USA môžu prísť o bombardéry B-2 a jadrové ponorky. Čína drží americkú armádu v šachu
- Spojenec Slovenska masívne zbrojí. K ruským hraniciam posiela desiatky tankov a húfnic
- Američania prevážali záhadné tanky pod plachtami. Pravda o nich odhalila nečakaný vojenský trik
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Dôchodky stúpnu na minimálne 708,60 eura. Slováci musia splniť 2 podmienky
PREMIUMZ trhu zmizlo 600 miliárd: Nvidiu potápa nevera jej šéfa, v ohrození sú peniaze Slovákov (NÁVOD ČO ROBIŤ)

65-ročného muža prepadli v jeho jaskyni: Bránil sa vidlami, no prišiel o celoživotné úspory v hodnote 1,57 milióna korún

Bratislava v kolónach: Autá sa hromadia na Moste SNP aj Staromestskej (VIDEO)

