Len pár dní po úspechu nemeckého experimentálneho stelarátoru Wendelstein 7-X vychádzajú na svetlo sveta ďalšie skvelé správy z oblasti jadrovej fúzie. Podľa dostupných informácií sa vedcom z MIT podarilo odstrániť jednu z najväčších, ak nie tú najväčšiu, prekážku na ceste za prakticky využiteľnou fúznou energiou. Na tému upozornil portál Futurism.

Vedci sa už desiatky rokov snažia napodobniť procesy prebiehajúce v jadre hviezd a priniesť tak neobmedzený, čistý a úplne bezpečný zdroj energie. Tým by mal byť termojadrový fúzny reaktor, ktorý funguje na úplne inom princípe ako súčasné využívané jadrové reaktory.

Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021

Súčasná jadrová energie sa spolieha na štiepenie, pri ktorom sa štiepia ťažké chemické prvky a vznikajú ľahšie. Pri procese jadrovej fúzie, ktorá prebieha aj v jadrách hviezd, však dochádza k zlúčeniu dvoch atómových jadier ľahkých prvkov, pričom sa vytvára jedno ťažšie jadro a uvoľňuje sa veľké množstvo energie.

Najsľubnejší spôsob k dosiahnutiu fúzie sa v súčasnosti zdá byť využívanie reaktorov známych ako tokamaky. Tokamak je špeciálny typ fúzneho reaktora s toroidnou komorou so silnými supravodivými magnetmi. Jeho úlohou je vytvoriť a udržať veľké množstvo extrémne horúcej plazmy, ktorá je až niekoľkokrát teplejšia než Slnko.

Je jasné, že udržať plazmu s teplotou vyše 100 miliónov °C nie je možné žiadnym pevným materiálom. Z tohto dôvodu sa plazma v tokamaku udržiava prostredníctvom extrémne silného magnetického poľa.

Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021

Ako píše MIT na svojom webe, väčšina tokamakov vytvára magnetické pole prostredníctvom medených elektromagnetov, prípadne najväčší projekt fúznej energie na svete ITER, využíva tzv. nízkoteplotné supravodiče.

Najnovšie sa však vedcom z MIT, spolu s inžiniermi zo startupu Commonwealth Fusion Systems (CFS) podarilo vytvoriť extrémne silný magnet z vysokoteplotného supravodivého materiálu s názvom ReBCO (Rare-earth barium copper oxide). Ten pracuje pri teplote približne 20K (-253.15 °C), čo podľa odborníkov možno považovať za „vysokú teplotu“, keďže typické supravodivé materiály musia byť ochladené na menej ako 5 K (-268.15 °C), upozorňuje portál ArsTechnica.

Nielenže tento magnet pracuje pri vyšších teplotách, v porovnaní s bežne využívanými magnetmi má taktiež menšie rozmery a silnejšie magnetické pole. Výkon by podľa vedcov mal byť porovnateľný s až o 40-krát väčším zariadením využívajúcim bežné nízkoteplotné supravodivé magnety. (pozn. redakcie: zrejme narážka na ITER)

Po rokoch výskumu sa tak odborníkom z MIT a CFS podarilo spustiť vysokoteplotný supravodivý elektromagnet so silou až 20 Tesla, vďaka čomu vzniklo najsilnejšie magnetické pole na svete. Samotný magnet sa skladá zo 16 na seba poukladaných dosiek, z ktorých každá sama o sebe je najsilnejším vysokoteplotným supravodivým magnetom na svete.

Gretchen Ertl, CFS/MIT-PSFC, 2021

Magnet poslúži v tokamaku SPARC, ktorý vyvíja CFC v spolupráci s MIT a PSFC (Plasma Science and Fusion Center). SPARC je experimentálne zariadenie, ktoré overí technológie a fyziku potrebnú na výstavbu prakticky využiteľnej fúznej elektrárni ARC (koncept fúznej elektrárne navrhnutý v roku 2015). Dokončenie SPARC je naplánované na rok 2025.

Odborníci taktiež veria, že testom tohto magnetu sa im podarilo odstrániť najväčšiu prekážku stojacu na ceste k prvej fúznej elektrárni na svete, ktorá vyprodukuje viac energie ako spotrebuje.