Kineski tokamak EAST je održao stabilnu plazmu pri gustinama 1,3–1,65× Greenwald granice, što je objavljeno 1. januara u Science Advances. Istraživači su, kontrolom početnog pritiska goriva i ECRH grejanja, ušli u teorisani „gustinski-slobodni režim“ (PWSO). Rezultati su važan eksperimentalni korak, ali fuzija ostaje eksperimentalna i neće brzo rešiti trenutnu klimatsku krizu. Napredak doprinosi razvoju budućih reaktora i programu ITER.
Kineski tokamak EAST probio ključnu granicu gustine plazme — važan korak ka fuzijskoj energiji
The Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), dubbed China's "artificial sun," has made a habit of breaking fusion records. | Credit: Zhang Dagang/VCG via Getty Images
Kineski eksperimentalni tokamak Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) uspeo je da održi stabilnu plazmu pri gustinama od 1,3 do 1,65 puta većim od Greenwald granice, pokazuju rezultati objavljeni 1. januara u časopisu Science Advances. To je značajan eksperimentalni pomak u kontroli plazme pri gustinama koje su ranije smatrane granicom stabilnosti.
Šta su istraživači postigli?
Tim sa EAST-a je po prvi put uspeo da uđe u teorisani "gustinski-slobodni režim" (density-free regime), stanje u kojem plazma ostaje stabilna i kako se gustina povećava. Autori rada povezuju uspeh sa mehanizmom plasma-wall self organization (PWSO), prema kojem se interakcija plazme i zidova reaktora može podesiti u balans koji sprečava destabilizaciju pri većim gustinama.
Kako su postigli stabilnost pri većim gustinama?
Istraživači su precizno kontrolisali interakciju plazme i zidova reaktora pri startu eksperimenta, podešavajući dva ključna parametra: početni pritisak gorivnog gasa i ECRH (electron cyclotron resonance heating) — frekvenciju kojom elektroni u plazmi apsorbuju mikrotalase. Takav pristup omogućio je održavanje stabilne plazme iznad uobičajenog radnog opsega tokamaka (ranije oko 0,8–1× Greenwald granice).
„Rezultati ukazuju na praktičan i skalabilan put za proširenje granica gustine u tokamacima i u sledećoj generaciji sagorevajućih plazmenih uređaja,“ rekao je suautor Ping Zhu (University of Science and Technology of China).
Širi kontekst i ograničenja
Iako su slični proboji već zabeleženi — američki DIII-D u San Dijegu 2022. i eksperimentalni rad ekipe sa Univerziteta Wisconsin–Madison 2024. koji je prijavio stabilnost na ~10× Greenwald granice — EAST-ov doprinos je posebno značajan jer eksperimenti potvrđuju teorijski predlog PWSO i demonstriraju kontrolisan put do gustinski-stabilnog režima.
Važno je napomenuti da fuzija i dalje ostaje eksperimentalna tehnologija. Većina postojećih reaktora još troši više energije nego što proizvodi, a komercijalna fuzija je i dalje predmet intenzivnog istraživanja. Istovremeno, klimatski eksperti pozivaju na hitno smanjenje emisija stakleničkih gasova — fuzija može biti deo budućeg energetskog miks-a, ali neće ubrzo zameniti hitne mere za ublažavanje klimatske krize.
Šta sledi?
Napredak na EAST-u i postignuća u SAD doprineće dizajnu i radu budućih reaktora. Kina, SAD i druge zemlje učestvuju u međunarodnom programu ITER u Francuskoj, najvećem tokamaku na svetu, koji ima cilj da demonstrira održive fuzioni reaktore i koji se očekuje da počne sa punim eksperimentalnim ciklusom tokom naredne decenije (ciljni datum 2039.).
Zaključak: Rezultati sa EAST-a predstavljaju važan korak u kontroli plazme pri visokim gustinama i daju eksperimentalnu podršku teorijama koje bi mogle ubrzati razvoj narednih generacija fuzionih uređaja. Međutim, pred nama su još mnogi tehnički izazovi pre komercijalne primene.
Pomozite nam da budemo bolji.
