Кинеското „вештачко сонце“ постигна нова пресвртница во областа на нуклеарната фузија. На 12 април беше создадена супержешка фузиска плазма, која траеше 403 секунди, а американскиот неделник „Њузвик“ истакнува дека со тоа е направен еден чекор поблиску до комерцијалната фузиска енергија. Се очекува најголемата токамак-машина во светот, ИТЕР, која моментално се гради во Франција, да ја произведе својата прва плазма кон крајот на 2025 година, а целосната работа да започне во 2035 година
НОВА ПРЕСВРТНИЦА ВО ОБЛАСТА НА НУКЛЕАРНАТА ФУЗИЈА ШТО СОЗДАВА ЕНЕРГИЈА НА ИСТ НАЧИН КАКО И СОНЦЕТО
Нуклеарната фузија создава енергија на ист начин како и Сонцето. Процесот вклучува разбивање на два атома заедно со таква сила што тие се спојуваат во еден поголем атом, ослободувајќи огромно количество енергија во процесот.
За разлика од нуклеарната фисија – нуклеарната реакција што моментално се користи во енергетскиот сектор – фузијата не создава радиоактивен отпад. Таа произведува три-четири пати повеќе енергија од фисијата и не ослободува јаглерод диоксид во атмосферата, за разлика од согорувањето на фосилните горива. Фузијата е исто така многу чувствителен процес, кој престанува за дел од секундата доколку не се создадат идеални услови. Затоа, не постои ризик од нуклеарно топење.
Сонот за чиста, речиси неограничена фузија на енергија
Постои еден проблем: фузијата бара огромни количества енергија за да се постигнат потребната температура и притисок за да продолжи реакцијата. Како резултат на тоа, научниците сè уште не успеале да извлечат значително повеќе енергија од реакцијата на фузија отколку што вложиле. Истражувачите низ светот работат на надминување на овие предизвици, зголемувајќи ја ефикасноста на процесот на повеќе фронта за да го оживеат сонот за чиста, речиси неограничена фузија на енергија.
Кинеското „вештачко сонце“, официјално наречено Експериментален напреден суперспроводлив токамак (ЕАСТ), го прави ова со заробување на реакцијата во џиновска направа во облик на крофна наречена токамак.
Токамак е уред во облик на крофна што користи моќни магнети за да содржи кружен проток на супержешка плазма. Плазмата – понекогаш наречена четврта состојба на материјата – се создава кога атомите се загреваат на толку високи температури што се распаѓаат, што резултира со супа од негативно наелектризирани електрони и позитивно наелектризирани јони.
Овие позитивно наелектризирани јони вообичаено се одбиваат еден со друг, но високиот притисок се создава на Сонцето поради неговите интензивни гравитациски сили, кои ги туркаат јоните заедно и ја надминуваат оваа одбивност. Сепак, ова е речиси невозможно да се повтори на Земјата, така што плазмата мора да се загрева уште повеќе, на температури приближно шест пати повисоки од центарот на Сонцето или повеќе. За да се одржат тие супержешки температури, плазмата мора да биде содржана на мала област и таму влегуваат магнетите.
– Во основа, имате систем од многу големи магнети. Полето потребно за контрола на плазмата се генерира со поминување големи струи низ некои големи проводници. Додека струјата минува низ овие спроводници, тие создаваат магнетни полиња, а бидејќи и плазмата има струја, таа реагира на овие полиња и може да ја контролира – изјави претходно за „Њузвик“ Тони Лангтри, шеф на инженерството во британската компанија „Токамак енерџи“.
Институтот за физика на плазма, дел од Кинеската академија на науките во Хефеи, и претходно одржуваше плазма подолги периоди
Во минатото металите како бакар се користеле за да се направат овие магнети. Но кога електричната енергија ќе помине низ овие конвенционални материјали, нивната структура ќе се спротивстави на протокот на електрична енергија, што значи дека дел од внесувањето енергија ќе се изгуби.
Една од многуте карактеристики што му овозможуваат на ЕАСТ ефикасно да постигнува и одржува високи температури е употребата на суперспроводливи магнети. Суперпроводниците се материјали што произведуваат нулта отпорност и не губат топлина под соодветни услови.
Компаниите како „Токамак енерџи“ работат на развивање на следната генерација суперпроводници, кои работат уште поефикасно на овие повисоки температури.
Додека ЕАСТ – лоциран во Институтот за физика на плазма, дел од Кинеската академија на науките во Хефеи – претходно одржуваше плазма подолги периоди, неодамнешниот рекорд од 403 секунди е значаен за состојбата во која се држеле честичките.
Сонг Јунтао, директор на Институтот за физика на плазма на Кинеската академија на науките, рече дека плазмата се одржува во режим на „високо затворање“, што поддржува повисока температура и густина на честичките и ја поставува основата за поефикасно производство на енергија.
Ова достигнување го собори претходниот рекорд на реакторот за плазма со високо ограничување во стабилна состојба, кој беше поставен во 2017 година на 101 секунда.
– Ова е уште едно значајно достигнување во фузијата, овозможено со употреба на суперспроводливи магнети. Долго времетраење на пулсот со кратки интервали помеѓу импулсите е неопходно за висока излезна моќност во електроцентралите со фузија – изјави коосновачот и извршен потпретседател на „Токамак енерџи“, Дејвид Кингам.
Според Тим Бествик, главен директор за технологија на Управата за атомска енергија на Велика Британија, продолжувањето на времето за одржлива и контролирана плазма како оваа вклучува три работи.
– Треба да имате машини што можат да работат долго време; да можат да испорачаат постојана топлинска моќ на плазмата и способност да ја следат и контролираат плазмата – вели Бествик .
ЕАСТ започна со работа во 2006 година и придонесе за 35-годишна соработка помеѓу Кина, ЕУ и Индија, Јапонија, Јужна Кореја, Русија, Обединетото Кралство и САД за развој и оптимизација на најголемата токамак-машина во светот, ИТЕР, која моментално се гради во Франција. Се очекува ИТЕР да ја произведе својата прва плазма кон крајот на 2025 година, а целосната работа ќе започне во 2035 година.
– Кина има активна програма за фузија и интензивно е вклучена во меѓународната програма ИТЕР. Овој резултат го покажува очекуваниот напредок на ова поле – рече Бествик.
Горенаведеното достигнување ги запали и социјалните мрежи, каде што може да се видат коментари што го одобруваат кинеското откритие, но има и такви што се плашат од вакво нешто. „Повторно човекот го имитира бог“, заклучува еден корисник.
Подготвил: Mарјан Велевски
