50 mln st. C miała plazma schwytana w magnetyczną pułapkę eksperymentalnego chińskiego reaktora fuzyjnego Instytutu Fizyki. Reakcje zachodzące w jego wnętrzu odpowiadają tym, jakie zachodzą we wnętrzu Słońca. Naukowcy dążą do tego, aby w ten sposób produkować energię. Na drodze do tego celu chińscy specjaliści są najbardziej zaawansowani. Przewyższyli między innymi uruchomiony niedawno z wielką pompą niemiecki tzw. stellarator Wendelstein 7-X w Greifswaldzie.

102 sekundy chwały

Jednak to nie bardzo wysoka temperatura sprawia, że Chiny mają obecnie przewagę. Pod koniec ubiegłego stulecia amerykański Tokamak Fusion Test Reactor uzyskał całe 510 mln st. C. Najważniejsze jest to, że Chińczykom plazmę udało się utrzymać przez 102 s.

Wspomniany reaktor w Niemczech osiąga wysoką temperaturę, ale tylko na ułamek sekundy. A aby czerpać z takiej reakcji korzyści, musi być ona podtrzymywana przez dłuższy czas – wtedy produkowana w wyniku syntezy termojądrowej energia jest wyższa niż ta, którą dostarczamy do uruchomienia procesu. Reaktor EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) został wybudowany we współpracy z Rosjanami. Według oficjalnych danych kosztował zaledwie 37 mln dol. (ten niemiecki ponad miliard euro).

Pierwszą plazmę udało się w nim wytworzyć już w 2006 r. Od tego czasu Chińczycy stopniowo zwiększają temperaturę i czas trwania eksperymentów. Docelowo ma to być 1000 s – prawie 17 min, jednak cytowani przez „South China Morning Post" inżynierowie twierdzą, że będzie to możliwe najwcześniej za dekadę.

Konieczne będzie również podniesienie temperatury, mniej więcej dwukrotnie. Informacje o chińskim sukcesie pochodzą od samego instytutu w Hefei.

Nie zostały opublikowane w żadnym poważnym piśmie naukowym, trudno zatem ze stuprocentową pewnością potwierdzić ich prawdziwość. Informację o sukcesie w „South China Morning Post" zatytułowano „Nowy świt: chińscy naukowcy bliżej stworzenia sztucznego Słońca w poszukiwaniu nieograniczonego źródła energii".

Zderzenie jąder

EAST to specjalnie zaprojektowany tokamak do przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej. Ponieważ osiągane w nim temperatury są tak gigantyczne, trzeba uniknąć kontaktu rozgrzanej plazmy ze ścianami reaktora. Dlatego utrzymywana jest w magnetycznej pułapce – nie dotyka niczego, bo kontakt ze ścianą spowodowałby niewyobrażalne konsekwencje. Do komory wpuszczany jest zjonizowany gaz (w przypadku EAST to izotopy wodoru).

Autopromocja
LOGISTYKA.RP.PL

Branża, która napędza polską gospodarkę

CZYTAJ WIĘCEJ

Następnie doprowadza się do wyładowań elektrycznych podgrzewających gaz. Pole magnetyczne utrzymuje plazmę w wybranym miejscu. Dochodzi w niej do kontrolowanej fuzji jąder izotopów wodoru – powstaje jądro helu, wolny neutron i mnóstwo energii.

W teorii można tę energię odzyskać jako ciepło. I tu zaczynają się problemy. Odpowiednia synchronizacja potężnych magnesów jest niezwykle skomplikowanym zadaniem. Podobnie jak wychwytywanie cząstek, które wymknęły się z pułapki.

Chińczycy podkreślają, że inżynierowie pracowali dzień i noc nad precyzyjnym ustawieniem magnesów i analizie wyników wcześniejszych eksperymentów.

ITER czeka

Wyścig do stosunkowo czystej i praktycznie nieograniczonej energii dopiero się rozpoczyna. Niemiecki Wendelstein 7-X wybudowany przez Instytut Fizyki Plazmowej im. Maksa Plancka w Greifswaldzie (przy znaczącym udziale naukowców i inżynierów z Polskiej Akademii Nauk oraz Narodowego Instytutu Badań Jądrowych w Świerku) „uruchomiła" sama Angela Merkel. – To początek eksperymentu o unikalnym znaczeniu dla świata. Eksperymentu, który może nas zbliżyć do uzyskania źródła energii przyszłości – mówiła Merkel, której pozwolono wcisnąć włącznik zapłonu.

Pani kanclerz z wykształcenia jest zresztą fizykiem. Studiowała tę gałąź wiedzy w Lipsku, natomiast doktorat z chemii fizycznej uzyskała w Centralnym Instytucie Chemii Fizycznej Akademii Nauk NRD. W przyszłości niemiecki stellarator ma podtrzymywać plazmę przez nawet 30 min.

Zniecierpliwienie

Jednak zarówno niemieckie, jak i chińskie wysiłki przyćmi budowany właśnie we Francji reaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). W projekcie, którego koszt szacowany jest na 10 mld euro, biorą udział USA, Unia Europejska. Japonia, Rosja, Chiny, Indie i Korea Płd.

Pierwszy zapłon ma się odbyć w 2019 r., jednak ze względu na opóźnienia budowy nie jest pewne, czy termin zostanie dotrzymany. I to, według cytowanego przez „South China Morning Post" naukowca z reaktora EAST, zniecierpliwiło Chiny.

– Polityczne zagrywki, spory o budżet programu i inne kwestie spowalniają prace – mówił naukowiec proszący o anonimowość. – Jeżeli ten chaos będzie trwał, kraje biorące udział w tym programie, takie jak USA czy Chiny, mogą przejąć kontrolę nad pracami.