Tim iz DIII‑D u San Dijegu istražuje kako da kontroliše opasne „runaway“ elektrone koji mogu da oštete fuzione reaktore. Naučnici ispituju upotrebu magnetnih ostrva kao kontrolisanih kanala za bezbedno oslobađanje tih elektrona. Ako se metoda pokaže uspešnom, smanjio bi se rizik od skupih havarija i doprinelo razvoju pilot‑fuzione elektrane planirane za 2040‑e. Iako je fuzija dugoročno obećavajuća, troškovi i tehnički izazovi i dalje su značajni.
Magnetna ostrva mogu kontrolisati opasne „runaway“ elektrone u fuzionim reaktorima
Photo Credit: iStock
Tim naučnika u laboratoriji DIII‑D u San Dijegu radi na metodi koja bi mogla značajno smanjiti rizik od oštećenja u fuzionim reaktorima: kontrolisano oslobađanje visokih energija „runaway“ elektrona kroz takozvana magnetna ostrva.
Šta su problematični elektroni?
U fuzionim reaktorima plazma dostiže ekstremne temperature i elektroni mogu da se ubrzaju do skoro brzine svetlosti. Kada takvi „runaway“ elektroni udare u površine koje okružuju plazmu, mogu da izazovu ozbiljna oštećenja i brzo dovedu do skupih havarija.
Rešenje: magnetna ostrva kao kontrolisani „izlazi“
Istraživači u DIII‑D ispituju fenomen magnetnih ostrva — tube‑sličnih struktura koje nastaju pri poremećajima magnetnog polja. Umesto da se ta ostrva smatraju samo smetnjom, tim istražuje mogućnost da ih iskoristi kao kontrolisane kanale kroz koje bi se elektroni mogli usmeriti i bezbedno izbaciti iz reaktora.
„Runaway electrons predstavljaju jedan od najozbiljnijih izazova sa kojima će se suočavati buduće fuzione elektrane,“
navodi Jessica Eskew, doktorantkinja sa Auburn University koja radi na projektu kroz stipendijski program.
Gde se radi i zašto je važno
Rad se odvija u DIII‑D National Fusion Facility, postrojenju Ministarstva energetike SAD (DOE) kojim upravlja General Atomics. Po tvrdnjama DIII‑D, cilj je doprineti razvoju pilot‑fuzione elektrane koja bi mogla biti operativna u 2040‑im.
Ako se uspe postigne, fuziona energija bi mogla pružiti gotovo neiscrpan, čist izvor energije bez emisija izgaranja i bez opasnosti klasičnog topljenja jezgra karakterističnog za fisiju. Ipak, izazovi su veliki: održavanje reakcije koja daje više energije nego što troši i izuzetno visoki troškovi eksperimenta (često milijarde dolara).
Šta sledi
Tim planira dalja istraživanja ponašanja magnetnih polja i načina da se manipulišu magnetna ostrva kako bi reaktori postali robusniji za dugotrajni rad. Otkrića iz DIII‑D mogu imati značaj i za eksperimente kao što je međunarodni ITER u Francuskoj.
Konstantna uporedna perspektiva: dok fuzija napreduje kao dugoročno rešenje, organizacije poput Rocky Mountain Institute podsećaju da vetar i solarna energija postaju sve jeftiniji i predstavljaju trenutno praktične izvore obnovljive energije. Ipak, kontrola „runaway“ elektrona je jedan od ključnih koraka da fuzija postane komercijalno izvodljiva.
Pomozite nam da budemo bolji.
