Puterea de fuziune a fost visul evocat al oamenilor de știință, ecologiștilor și futuristilor de aproape un secol. În ultimele decenii, oamenii de știință au încercat să găsească o modalitate de a crea reacții de fuziune durabile, care să ofere oamenilor o energie curată, abundentă, care să ne spargă în sfârșit dependența de combustibilii fosili și alte metode necurate.
În ultimii ani, s-au făcut numeroși pași pozitivi care apropie „era fuziunii” de realitate. Cel mai recent, oamenii de știință care lucrează cu Tokamak-ul experimental superconductor avansat (EAST) - aka. „Soarele artificial chinezesc” - a stabilit un nou record prin supraîncălzirea norilor de plasmă cu hidrogen la peste 100 de milioane de grade - o temperatură de șase ori mai caldă decât Soarele însuși!
În timp ce oamenii de știință sunt capabili să fuzioneze atomii de hidrogen pentru a produce energie, blocajul a fost întotdeauna atins ceea ce este cunoscut sub numele de „punct de pauză”. Aici energia produsă de o reacție de fuziune auto-susținută este egală cu energia necesară inițierii acesteia. Și deși nu am ajuns încă la acest punct, oamenii de știință se apropie tot timpul.
În prezent, cele mai populare două metode pentru producerea puterii de fuziune sunt abordarea de inerție și reactorul tokamak. În primul caz, laserele sunt utilizate pentru a topi pelete de deuteriu (H², sau „hidrogen greu”) pentru a crea o reacție de fuziune. În cea din urmă, procesul implică o cameră de închidere în formă de torus care utilizează câmpuri magnetice și un curent intern pentru a limita plasma cu energie mare.
Prin supraîncălzirea acestei plasme și păstrarea ei stabilă, se poate crea o reacție de fuziune autosusținută. În timp ce alte reactoare tokamak se bazează pe bobine magnetice pentru a menține stabil un tors de plasmă, reactorul chinez EAST se bazează pe câmpurile magnetice produse de plasma în mișcare pentru a menține torusul sub control. Acest lucru îl face mai puțin stabil, dar permite fizicienilor să crească nivelul de căldură.
După o campanie de patru luni, echipa științifică EAST a reușit să integreze patru tipuri de energie termică pentru a atinge un nou record de temperatură. Printre acestea s-au numărat încălzirea cu undă hibridă mai mică, încălzirea prin unde ciclotron cu electron, încălzirea prin rezonanță cu ciclotron și încălzirea cu ion neutru. Prin aceste metode combinate, profilul densității curentului plasmatic a fost optimizat.
Odată ce echipa științifică a reușit să optimizeze cuplarea celor patru tehnici diferite de încălzire, au reușit să creeze un nor de particule încărcate care conțineau electroni încălziți la peste 100 de milioane de ° C. De asemenea, acestea au depășit un nivel de injecție de putere de 10 MegaWatt (MW) și au crescut energia stocată în plasmă la 300 de kilojoule (kJ).
Nu este prima dată când oamenii de știință de la CASHIPS au raportat că au atins o etapă de fuziune. În 2016, echipa a anunțat că a produs gaz de hidrogen de trei ori mai fierbinte decât miezul Soarelui (aproximativ 50 milioane ° C; 90 milioane ° F) și au putut menține această temperatură pentru un record record 102 secunde.
Cu acest ultim experiment, echipa EAST nu numai că a dublat temperatura torusului plasmatic (stabilind un nou record), dar a reușit, de asemenea, să rezolve o serie de probleme care sunt cruciale pentru realizarea operațiilor în stare constantă. De exemplu, ei au rezolvat limitarea evacuării particulelor și a puterii, a căror sincronizare trebuie să fie corectă pentru a menține o reacție de fuziune susținută.
Experimentul a furnizat, de asemenea, date cheie pentru validarea modelelor de eșapament de căldură, transport și acționare curentă, toate acestea fiind cruciale pentru realizarea mai multor proiecte majore de fuziune. Printre acestea se numără Reactorul Termonuclear Experimental Internațional (ITER), Reactorul de Testare pentru Inginerie Fuzională Chineză (CFETR) și Centrala Centrală DEMOnstration (DEMO).
Construită inițial în 2006, EAST a devenit o instalație de test complet deschisă care permite comunității științifice globale să efectueze operațiuni în stare constantă și cercetări de fizică. Și având în vedere faptul că echipa din EAST a reușit din nou să creeze condiții de temperatură cu mult mai mult decât Soarele, porecla „Soare artificial chinezesc” pare a fi o întindere!
Epoca energiei curate este din ce în ce mai aproape, și nici un moment prea curând!
