Tim sa kineskog tokamaka EAST objavio je u Science Advances da je 1. januara postigao stabilne gustine plazme iznad Greenwald limita. Metod kombinuje visok pritisak neutralnog gasa pre formiranja plazme i dodatno napajanje tokom zagrevanja, što smanjuje oštećenje zida komore i omogućava rast gustine. Rezultat otvara praktičan i skalabilan put za dalje unapređenje tokamaka, ali komercijalna fuzija i dalje zahteva dodatne proboje.
Kineski „veštačko sunce“ probio Greenwald limit — EAST postigao rekordnu gustinu plazme
Huang Bohan / Xinhua via Getty Images
Naučnici uklјučeni u program Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) objavili su 1. januara studiju u časopisu Science Advances u kojoj tvrde da su postigli stabilne vrednosti gustine plazme znatno iznad dosadašnjih empirijskih granica, poznatih kao Greenwald limit.
Šta su postigli?
Istraživači sa Hefei Institutes of Physical Science pri Chinese Academy of Sciences opisali su metod kojim su u tokamaku EAST stvorili uslove za stabilnu, visoko gustu plazmu. Ključna promena bila je povećan pritisak neutralnog gasa u komori pre formiranja plazme, uz dodatno napajanje tokom zagrevanja plazme. To je omogućilo manje destruktivnu interakciju plazme sa zidom komore i dalji porast gustine bez trenutnog gubitka stabilnosti.
Zašto je to važno?
Fuzija, proces spajanja dve atomske jezgre u veću jezgru s oslobađanjem velike količine energije, zahteva izuzetno visoke temperature i gustine kako bi reakcija postala samoodrživa. Tipične temperature potrebne za fuziju su reda veličine 150 miliona kelvina — što odgovara otprilike 150 miliona stepeni Celzijusa i oko 270 miliona stepeni Farenhajta. Ranije se smatralo da povećanje gustine iznad Greenwald limita nužno dovodi do nestabilnosti i urušavanja plazme pre nego što ona može „zapotneti“ fuziju.
Tim sa EAST-a pokazuje da kombinacija višeg pritiska gasa pre stvaranja plazme i ciljane injekcije energije tokom faze zagrevanja može dovesti do stabilne plazme čija gustina prelazi prethodno poznate granice.
„Nalazi sugerišu praktičan i skalabilan put za proširenje granica gustine u tokamacima i u sledećoj generaciji uređaja sa sagorevanjem plazme,“ rekao je Ping Zhu, koautor studije i fizičar plazme na Huazhong University of Science and Technology.
Iako rezultat predstavlja značajan napredak u eksperimentalnoj fizici fuzije, autori i drugi stručnjaci naglašavaju da i dalje predstoji niz tehnoloških izazova pre nego što fuzija postane praktičan i komercijalno isplativ izvor električne energije. Ipak, probijanje Greenwald limita smatra se važnim korakom koji otvara nove pristupe dizajnu tokamaka i upravljanju plazmom.
Implikacije: Ovaj pristup može uticati na planiranje narednih eksperimentalnih kampanja u međunarodnim projektima fuzije i ubrzati istraživanja putanje ka 'dobitku' energije u reaktorima budućih generacija.
Pomozite nam da budemo bolji.
