Čína prekonala dôležitú hranicu vo vývoji jadrovej fúzie a posunula ľudstvo o krok bližšie k takmer neobmedzenej čistej energii. Experimentálny tokamak EAST, prezývaný „umelé slnko“, dokázal stabilizovať plazmu pri extrémne vysokých hustotách, čo je doteraz jeden z najväčších problémov vývoja fúznych reaktorov. Informáciu zverejnila Čínska akadémia vied, ktorá projekt koordinuje, a výsledky boli publikované 1. januára v prestížnom časopise Science Advances. Informáciu priniesol portál Live Science.

Fúzia funguje na princípe spájania dvoch ľahkých atómov do jedného ťažšieho, čím sa uvoľňuje energia, podobne ako vo vnútri Slnka. Na rozdiel od hviezdy, kde pôsobí obrovský tlak, musia vedci na Zemi plazmu udržať v extrémne horúcom stave pomocou magnetických polí. EAST je tokamak, čiže reaktor s magnetickým uväznením, kde sa plazma zahrieva a drží v donutovitom priestore. Hoci fúzna sebaudržiavacia reakcia – takzvané „fúzne zapálenie“ – ešte nebola dosiahnutá, čínski vedci dokázali udržať stabilnú plazmu po dlhší čas a prekročiť kritický limit hustoty nazývaný Greenwald Limit.

Midjourney/Úprava redakcie

Tento limit doteraz obmedzoval tokamaky, pretože pri vyššej hustote plazmy dochádzalo k jej destabilizácii, čo prerušovalo fúzny proces. Vedci v EAST však dokázali plazmu stabilizovať kontrolou interakcie s vnútornými stenami reaktora a úpravou dvoch kľúčových parametrov: počiatočného tlaku palivového plynu a frekvencie absorpcie mikrovĺn elektrónmi, známej ako cyklotronové rezonancie. Vďaka tomu udržali plazmu stabilnú pri hustotách 1,3 až 1,65-násobku Greenwald Limitu, čo je výrazne nad bežným operačným rozmedzím tokamakov (0,8 až 1).

Hustota bez limitov

Prelom EAST spočíva aj v tom, že vedci dokázali prvýkrát ohriať plazmu do stavu nazývaného „density-free regime“ – teoreticky predpovedaného stavu, v ktorom plazma zostáva stabilná aj pri zvyšovaní hustoty. Tento úspech vychádza z teórie tzv. samoregulácie plazmy a stien reaktora. Podobné prekonanie limitu sa síce už podarilo v USA, napríklad v DIII-D tokamaku v San Diegu alebo na Univerzite vo Wisconsine, no EAST umožnil prakticky potvrdiť existenciu nového stabilného režimu plazmy.

Pokroky v Číne aj USA budú kľúčové pre budúci vývoj medzinárodného projektu ITER vo Francúzsku, ktorý má ambíciu postaviť najväčší tokamak sveta a dosiahnuť udržateľnú fúznu reakciu. ITER sa predpokladá spustiť v plnej prevádzke okolo roku 2039, čo by mohlo otvoriť cestu k reálnym fúznym elektrárňam.

Hoci jadrová fúzia stále zostáva experimentálnou technológiou a dnešné reaktory spotrebujú viac energie, než vyprodukujú, úspechy EAST dokazujú, že cesta k prakticky neobmedzenej a čistej energii zo Slnka na Zemi je reálna, len ešte stále náročná.

Čítajte viac z kategórie: Novinky