Fuzja jądrowa uchodzi za podstawę energetyki przyszłości. Problem w tym, że uchodzi za nią od kilkudziesięciu lat. I chociaż odnotowujemy przełom za przełomem, to wciąż nie udało się pozyskać większej energii, niż ta, którą zużyliśmy na rozpoczęcie i podtrzymanie procesu łączenia ze sobą atomów. Ten wymaga jednak olbrzymich temperatur lub wysokiego ciśnienia, a najlepiej obydwu na raz, jak ma to miejsce w środku gwiazd. Czy warto? No cóż, rozpalenie na stałe takiego małego, sztucznego słońca na Ziemi da nam niemalże nieograniczoną, czystą energię. Więc owszem, warto.
Fuzja jądrowa z paliwem atomowym
Nic więc dziwnego, że naukowcy z całego świata pracują nad uporaniem się z licznymi problemami fuzji jądrowej. Nagroda, chociaż niezwykle odległa jest tego warta. Często więc prace zawiązują naukowcy z różnych krajów, aby tylko popchnąć prace nieco do przodu. Polski zespół naukowy z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM) w Warszawie miał znaczący udział w badaniach, które przyczyniły się do ostatnich przełomów. Agata Chomiczewska, krajowy koordynator badań na tokamaku JET, podkreśliła znaczenie tej współpracy:
Cieszymy się, że polscy naukowcy mają swój udział w sukcesie, jaki osiągnięto na tokamaku JET podczas kampanii DTE2. Nauka ma to do siebie, że ciągle odkrywamy coś nowego. Przed nami stoi jeszcze wiele wyzwań, ale dzięki wspólnej determinacji w dążeniu do celu, realna staje się perspektywa komercyjnych elektrowni termojądrowych.
Próba DTE2 na tokamaku JET w 2021 roku przyniosła przełomowe odkrycia, w tym osiągnięcie temperatury 150 milionów stopni Celsjusza wewnątrz plazmy. Wyniki te przyczyniły się do lepszego zrozumienia procesów zachodzących podczas fuzji jądrowej. Zwłaszcza że osiągnięto je dość niestandardowymi metodami.
Fuzja jądrowa dzięki cząsteczkom alfa
Otóż kluczowym elementem prowadzonych badań był proces ogrzewania cząstkami alfa, gdzie wysokoenergetyczne jony helu powstające w reakcji syntezy jądrowej przekazują swoją energię do otaczającej mieszanki paliwa atomowego, które się nagrzewa, umożliwiając kontynuację procesu fuzji. Jest to fundamentalny mechanizm, który ma potencjał zrewolucjonizować produkcję energii, oferując niemal nieograniczone źródło energii elektrycznej dzięki samonapędzającej się reakcji.
Celem tych prac jest osiągnięcie momentu, w którym energia wytwarzana w tokamaku będzie w stanie sama podtrzymywać reakcję fuzji jądrowej, a także napędzać turbiny elektryczne. Warto także dodać, że podczas eksperymentów ustanowiono rekord, generując 59 megadżuli ciepła termojądrowego w jednym cyklu, co stanowi ważny krok na drodze do komercyjnej eksploatacji energii termojądrowej.
Fuzja jądrowa to wciąż daleka przyszłość
Oczywiście warto pamiętać, że wciąż daleko jest do zbudowania pełnowartościowego reaktora termojądrowego. Jednak wykorzystanie paliwa atomowego zamiast potężnych elektromagnesów, czy laserów wydaje się być interesującą drogą do osiągnięcia celu, jakim jest dodatnia energetycznie fuzja jądrowa.
Źródło: NaukaWPolsce